KR20040065663A - 이동통신기기용 진동발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대용 이동통신기기의 배터리 전원 정도의 저전압인가시에 효과적으로 큰 진동성을 갖도록 하는 진동발생장치에 관한 것으로, 특히 진동판의 길이 대비 압전소자의 유효길이를 증가시켜 장치를 소형화하면서도 큰 진동을 가지도록 하는 진동발생장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 진동발생장치는 진동판에 접착되어 진동판을 진동시키는 압전소자의 폭은 줄이는 대신에 연속된 긴 방향의 길이를 증가시켜 공진주파수는 낮추고 진동폭은 크게 함으로써 장치를 소형화하면서도 큰 진동성을 갖도록 한다.

Description

이동통신기기용 진동발생장치{Vibration device for mobile communication units}

본 발명은 휴대전화기나 호출기 등의 휴대용 통신기기의 착신 알림기에 사용되는 진동발생장치에 관한 것으로, 특히 압전단층이나 다층체를 단순 접합한 진동발생장치보다 소형이면서 효과적으로 큰 진동을 구현할 수 있는 이동통신기기용 진동발생장치에 관한 것이다.

최근 정보산업의 발달에 따라 무선휴대기기의 사용이 급증하고 관련부품이 소형화되고 있다. 이와 더불어 배터리 소모량을 줄이기 위해 압전소자를 이용한 진동발생장치도 개발되고 있는 추세에 있다.

이러한 진동발생장치의 구조에 대해서는 대한민국 공개특허공보(공개번호 2000-0046065)에 제안되어 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 진동발생장치는 긴 방향의 길이가 L0인 직사각형의 진동판(2), 이 진동판(2)에 접착되고 길이가 L1(L1<L0)인 직사각형의 압전소자(1)를 포함한다. 이 압전소자(1)는 진동판(2)의 상하부에 접착되며 압전소자(1)에 인가되는 가변전압에 의해 수축과 팽창을 반복하고, 이에 따라 진동판(2)이 진동된다.

또한, 일본 공개특허공보 특개평8-079891에 제안된 진동발생장치에서는 도 2에 도시된 바와 같이 지름이 D0인 원판형 진동판(4)의 상하부에 지름이 D1(D1<D0)인 원형 압전소자(3)를 접착하여 진동판(4)을 진동시키는 구조가 개시되어 있다.

그러나, 이러한 진동발생장치를 휴대폰과 같은 소형의 이동통신기기에 장착하고, 이동통신기기의 배터리 전압을 이용하여 압전소자에 전압을 인가하는 경우 배터리 전압이 낮으므로 충분한 진동폭을 얻을 수 없어 휴대자가 이동통신기기의 신호를 쉽게 체감하지 못하는 문제점이 있다.

체감 가능한 큰 진동을 내기 위해서는 압전소자의 크기를 증가시켜야 하나 이로 인해 진동발생장치의 크기가 커져 휴대기기 등을 소형화하기 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 압전소자의 형태를 변형하여 장치를 소형화하면서도 큰 진동을 내도록 하는 이동통신기기용 진동발생장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 진동판의 길이 대비 압전소자의 길이를 증가시켜 큰 진동을 얻기 위한 이동통신기기용 진동발생장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 이동통신기기용 진동발생장치의 판형상의 압전소자에 대한 구조도이다.

도 2는 종래 이동통신기기용 진동발생장치의 원형상의 압전소자에 대한 구조도이다.

도 3은 본 발명에 따른 실시예로 이동통신기기용 진동발생장치의 압전소자의 구조도이다.

도 4는 도 3의 압전소자의 구조를 설명하기 위한 도이다.

도 5는 도 3의 다른 변형예로 나선형 압전소자의 구조도이다.

도 6은 도 3의 또 다른 변형예로 복합형태의 미엔더 형상을 갖는 압전소자의 구조도이다.

도 7은 본 발명에 따른 압전소자가 진동판의 상하부에 단층으로 접착된 모습을 보인 측면도이다.

도 8은 도 7의 다른 변형예로 압전소자가 진동판의 상하부에 2층 이상 적층된 모습을 보인 측면도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10 : 압전소자 20 : 진동판

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이동통신기기용 진동발생장치는 소정길이를 갖는 진동판, 상기 진동판의 한 면 또는 양면에 마련되는 압전소자를 포함하고, 상기 압전소자는 상기 압전소자의 길이가 상기 진동판의 길이보다 길어지도록 상기 진동판에 미엔더 형상으로 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 이동통신기기용 진동발생장치는 소정길이를 갖는 진동판, 상기 진동판의 한 면 또는 양면에 마련되는 압전소자를 포함하고, 상기 압전소자는 상기 압전소자의 길이가 상기 진동판의 길이보다 길어지도록 상기 진동판에 나선형 형상으로 부착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 이동통신기기용 진동발생장치는 진동판에 접착되어 진동판을 진동시키는 압전소자의 폭은 줄이는 대신에 연속된 긴 방향의 길이를 증가시켜 공진주파수는 낮추고 진동폭은 크게 함으로써 상대적으로 큰 진동을 얻도록 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 실시예로 이동통신기기용 진동발생장치의 압전소자의 구조도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 진동판(20)에 접착되는 압전소자(10)는 미엔더(meander) 형상으로 진동판(20)에 접착된다.

즉, L1의 길이를 갖는 여러 개(본 실시예에서는 3개) 압전소자 요소가 병렬로 연결됨에 있어서, 이웃하는 압전소자 요소의 일단이 교호적으로 연결됨으로서 전체적으로 미엔더 형상을 이룬다. 이러한 압전소자의 전체길이는 점선으로 표시된 바와 같이 L2가 된다. 따라서, 도 1에서 도시된 종래기술과 비교할 때, 동일한 진동판의 길이(L0)에 대해 본 발명의 압전소자의 길이 L2가 종래기술의 압전소자의길이 L1보다 2배 이상 길다.

일반적으로, 압전소자의 진동폭 △L과 공진 주파수 fr은 아래의 식이 적용된다.

△L = 3 (L/t)²·d₃₁·V---------식(1)

fr ∝ t/L²------------------식(2)

(여기서, L은 긴 방향의 길이, t는 압전소자의 두께, d₃₁는 압전재료의 압전상수, V는 인가전압이다.)

휴대용 이동통신기기의 경우, 배터리의 전압(V)이 수 볼트로 적고 압전재료의 상수(d₃₁)도 일정하므로, 식(1)과 식(2)을 고려하면 압전소자의 긴 방향의 길이(L)는 길게 하고, 두께(t)는 얇게 해야만 낮은 공진 주파수(fr)에서 큰 진동폭(△L)을 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 압전소자의 긴 방향의 길이를 증가시키기 위해 압전소자를 미엔더형상으로 제작하여 진동판에 접착시킴으로써 상대적으로 큰 진동폭을 얻는다.

도 4를 참조하여 상기한 미엔더 형상의 압전소자의 구조를 살펴보면, 압전소자(10)는 소정 폭(d)과 소정 길이(a)를 갖는 압전소자 요소(A, A', A")와, 압전소자 소(A와 A')와 압전소자 요소(A'와 A")를 일단에서 연속하여 연결하도록 폭은 같고 길이가 b(a>b)인 압전소자 요소(B, B')로 구분된다. 상기한 압전소자(A, B,A', B' A")는 끊어짐 없이 서로 교호적으로 병렬 연결되며 일체로 형성되어 전체 길이 L2를 증가시킴으로서 상대적으로 큰 진동폭을 얻도록 한다.

이하에서는 압전소자의 다양한 변형예를 설명한다.

도 5는 도 3의 다른 변형예로 나선형 압전소자의 구조도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 압전소자(10)를 나선 형상으로 하여 원판형상의 진동판(20)에 접착시킨다. 압전소자를 나선 형상으로 진동판(20)에 접착시킴에 따라 압전소자(10)는 긴 방향의 길이가 점선으로 표시된 바와 같이 D2(도 2의 종래에는 D1)로 증가된다. 이에 따라, D1인 압전소자(3)를 진동판(4)에 접착한 종래기술과 비교할 때 수 배 이상 증가된 유효길이 D2를 갖는 나선 형상의 압전소자(10)를 동일한 크기의 진동판(20)에 접착시킴으로서 상대적으로 큰 진동폭을 얻을 수 있다.

상기한 미엔더 형상 또는 나선형상의 압전소자 이외에도 도 6에 도시된 바와 같이 중앙의 연결지점을 기준으로 서로 대칭을 이루는 두 개의 미엔더 형상의 압전소자를 적용하여도 동일한 목적과 효과를 얻을 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 압전소자가 진동판의 상하부에 단층으로 접착된 모습을 보인 측면도이다. 도 8은 도 7의 다른 변형예로 압전소자가 진동판의 상하부에 2층 이상 적층된 모습을 보인 측면도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 긴 방향의 길이가 증가된 압전소자(10)는 진동판(20)의 상하부에 단층으로 적층되며, 바람직하게는 도 8과 같이 2층 이상으로 적층되어 진동폭을 향상시킨다.

일예로, 소정 두께를 갖는 압전소자가 수매 (2매 이상) 적층되어 있고, 15mm (길이)×6 mm (폭) ×0.5 mm (두께) 의 일반 판형 압전소자에 3V를 인가하면 공진주파수 142Hz에서 20 미크론미터(마이크로미터)의 진동폭을 얻는다.

그러나, 본 발명의 미엔더형 압전소자에 같은 전압(3V)을 인가하면 공진주파수 200 Hz에서 400 미크론미터 정도의 큰 진동폭을 얻을 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 진동판에 접착되는 압전소자의 유효길이를 증가시켜 공진주파수를 낮춤과 함께 진동폭을 크게 하여 저전압에 의해서도 높은 진동성을 갖도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 이동통신기기용 진동발생장치의 크기를 증가시키지 않고도 저전압에 의해서 높은 진동성을 갖도록 함으로써 이동통신기기 등을 소형화시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 소정길이를 갖는 진동판,

   상기 진동판의 한 면 또는 양면에 마련되는 압전소자를 포함하고,

   상기 압전소자는 상기 압전소자의 길이가 상기 진동판의 길이보다 길어지도록 상기 진동판에 미엔더 형상으로 부착되는 것을 특징으로 하는 이동통신기기용 진동발생장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 압전소자는 상기 진동판의 한 면 또는 양면에 복수로 적층되는 것을 특징으로 하는 이동통신기기용 진동발생장치.
3. 소정길이를 갖는 진동판,

   상기 진동판의 한 면 또는 양면에 마련되는 압전소자를 포함하고,

   상기 압전소자는 상기 압전소자의 길이가 상기 진동판의 길이보다 길어지도록 상기 진동판에 나선형 형상으로 부착되는 것을 특징으로 하는 이동통신기기용 진동발생장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 압전소자는 상기 진동판의 한 면 또는 양면에 복수로 적층되는 것을 특징으로 하는 이동통신기기용 진동발생장치.