KR20120075939A - 피에조 액츄에이터 - Google Patents

피에조 액츄에이터 Download PDF

Info

Publication number
KR20120075939A
KR20120075939A KR1020100137859A KR20100137859A KR20120075939A KR 20120075939 A KR20120075939 A KR 20120075939A KR 1020100137859 A KR1020100137859 A KR 1020100137859A KR 20100137859 A KR20100137859 A KR 20100137859A KR 20120075939 A KR20120075939 A KR 20120075939A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
piezo
weight
diaphragm
piezo actuator
present
Prior art date
Application number
KR1020100137859A
Other languages
English (en)
Inventor
박동선
손연호
김재경
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020100137859A priority Critical patent/KR20120075939A/ko
Publication of KR20120075939A publication Critical patent/KR20120075939A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
    • H02N2/04—Constructional details
    • H02N2/043—Mechanical transmission means, e.g. for stroke amplification
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
    • H02N2/005—Mechanical details, e.g. housings
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80—Constructional details
    • H10N30/88—Mounts; Supports; Enclosures; Casings

Landscapes

  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 피에조 액츄에이터는 인가되는 전압에 의해 수축 또는 팽창이 이루어지는 피에조와, 일자형이며, 상기 피에조가 부착되고, 상기 피에조의 수축 또는 팽창에 따른 벤딩 운동에 의해 진동을 발생시키는 진동판(vibration plate)과, 상기 진동판의 양측으로 위치되며, 상기 발생되는 진동을 증폭시키기 위한 웨이트(weight) 및 상기 진동판과 웨이트를 연결하기 위한 연결부재를 포함한다.

Description

피에조 액츄에이터{Piezo actuator}
본 발명은 피에조 액츄에이터에 관한 것이다.
터치 스크린은 공간절약이 가능하고 조작성 향상과 간편성, 사양변경 간편, 이용자 인식 높음, IT와의 연동이 용이, 상품 차별화 등 많은 장점을 지니고 있다. 이 같은 이점으로 인해 남녀노소 누구나 쉽게 정보접근이 가능한 이점을 제공하여 산업, 교통, 서비스, 의료, 모바일 등 다양한 분야에서 폭 넓게 사용되고 있다.
정보통신기술의 발전은 다양한 용도의 컴퓨터 기반 시스템의 개발로 이어지고 있으며, 디스플레이 장치는 사람과 전자기기와의 연결을 담당하며 중요한 기능을 한다.
1897년 최초 브라운관이 발명되어 각종 전자기기에서 다양한 정보를 인간이 볼 수 있도록 화면상에 구현해 주는 역할을 해온 디스플레이는 미래 정보화 시대의 핵심 산업으로 각광받아 왔으며, 박형 액정패널 및 PDP, OLED 등 다양한 장점을 가진 플랫패널 D-P들이 등장하였다.
정보화 사회로의 빠른 변화로 인해 언제 어디서나 정보를 이용할 수 있고, 편리한 작동을 위한 장치의 필요성이 증가함에 따라 터치 패널을 적용한 터치스크린이 등장하게 되었다. 터치 패널은 최초 미국에서 군사용으로 처음 개발된 입력 장치의 하나로서 디스플레이에 전용 펜, 손가락 등을 이용한 접촉에 의한 신호전달 및 조작으로 누구나 편리하게 사용할 수 있도록 하는 장치이다.
상기 신호전달방법의 하나로 촉각을 이용하는 방법이 사용되고 있는데, 현재 사용되고 있는 촉각을 이용하는 방법은 진동모터 혹은 리니어모터를 장착하여 진동을 전달하는 방식이다.
이러한 방식의 진동체는 구조 및 구성물이 복잡하기 때문에 그 크기의 소형화 및 박형 설계가 어려우므로 그 응용분야가 제한적이었다.
따라서, 이와 같은 단점을 극복하고 소형 및 초박형이면서 진동효과를 극대화할 수 있는 진동체에 대한 연구가 활발할 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 측면은 초박형의 설계가 가능함과 동시에 진동효과를 극대화할 수 있는 피에조 액츄에이터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 피에조 액츄에이터는 인가되는 전압에 의해 수축 또는 팽창이 이루어지는 피에조와, 일자형이며, 상기 피에조가 부착되고, 상기 피에조의 수축 또는 팽창에 따른 벤딩 운동에 의해 진동을 발생시키는 진동판(vibration plate)과, 상기 진동판의 양측으로 위치되며, 상기 발생되는 진동을 증폭시키기 위한 웨이트(weight) 및 상기 진동판과 웨이트를 연결하기 위한 연결부재를 포함한다.
상기 피에조 액츄에이터는 상기 피에조, 진동판, 웨이트 및 연결부재를 수납하기 위한 케이스를 더 포함할 수 있다.
상기 케이스는 상부 케이스 및 하부 케이스를 구비하며, 상기 하부 케이스에는 상기 연결부재의 형상과 대응되는 홈이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 연결부재는 ㅡ 형상이며, 나란히 위치되는 상기 웨이트, 진동판, 웨이트의 하부를 연결할 수 있다.
또한, 상기 연결부재는 H 형상이며, 나란히 위치되는 웨이트, 진동판, 웨이트와 대응되는 크기로 하부를 연결할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 고가의 진동판을 피에조가 안착되는 부분에만 최소로 사용함으로써, 액츄에이터의 제조 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 진동판의 양쪽으로 웨이트(weight)를 장착하여 액츄에이터의 질량을 증가시킴으로써, 진동판에 의해 발생되는 진동을 증폭시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 피에조 액츄에이터의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 케이스를 제거한 피에조 액츄에이터의 상면을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 케이스를 제거한 피에조 액츄에이터의 하면을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 피에조 액츄에이터의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시 예에 따른 케이스를 제거한 피에조 액츄에이터의 상면을 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 케이스를 제거한 피에조 액츄에이터의 하면을 나타내는 사시도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 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. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 피에조 액츄에이터의 구성을 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 케이스를 제거한 제1실시 예에 따른 피에조 액츄에이터의 상면을 나타내는 사시도이며, 도 3은 케이스를 제거한 제1실시 예에 따른 피에조 액츄에이터의 하면을 나타내는 사시도이다.
우선, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시 예에 따른 피에조 액츄에이터(100)는 피에조(120), 진동판(130), 한 쌍의 웨이트(110) 및 연결부재(140)를 포함한다.
피에조(120)는 전압이 인가되는 방향에 따라 그 길이 방향으로 수축 또는 팽창하는 특성을 가지며, 이러한 특성을 가진 피에조(120)가 부착된 진동판(130)은 상기 피에조(120)의 수축 또는 팽창에 따라 상측 또는 하측으로 휘어지게 된다.
예를 들어, 진동판(130)에 부착된 피에조(120)에 정방향으로 전압이 인가되면, 피에조(120)의 길이가 수축하게 되고, 이에 따라 진동판(130)이 상측으로 휘게 된다. 반대로, 피에조(120)에 역방향으로 전압이 인가되면, 그 길이가 팽창하게 되고, 이에 따라 진동판(130)은 하측으로 휘게 된다. 즉, 피에조(120)에 인가되는 전압에 따라 진동판(130)이 상측 또는 하측으로 휘면서 진동을 발생시키는 것이다.
이때, 상기 진동판(130)으로는 피에조(120)와 열팽창 계수가 유사한 합금을 사용해야하는데, 일반적으로 인바(invar)를 사용하는 것이 바람직하나 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에서 피에조(120)는 길이 방향으로 수축 또는 팽창하는 특성을 갖는 것으로 예시하였으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 제1실시 예에서 진동판(130)은 도 1에 도시된 바와 같이, 일자 형상으로 구비되고 있으나, 특별히 이러한 형상으로 한정되는 것은 아니다.
한 쌍의 웨이트(110)는 상기 진동판(130)으로부터 발생되는 진동력을 증폭시키기 위하여 구비된 것으로, 도 2와 같이, 상기 진동판(130)의 양측에 각각 하나의 웨이트(110)가 위치하며, 상기 진동판(130)과 양쪽의 웨이트(110)는 도 3과 같이, 연결부재(140)를 이용하여 연결될 수 있다.
상기 연결부재(140)는 도 3과 같이, ㅡ 형상으로 구비되며, 나란히 위치하는 웨이트(110), 진동판(130), 웨이트(110)의 하부를 연결하도록 장착될 수 있다. 본 발명의 제1실시 예에 따른 도 3에서 연결부재(140)는 진동판(130)과 웨이트(110)의 너비 방향으로 장착됨을 도시하였으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 피에조 액츄에이터(100)는 피에조(120), 진동판(130), 웨이트(110) 및 연결부재(140)를 수납하는 상부 케이스(150) 및 하부 케이스(160)를 더 포함하며, 상기 하부 케이스(160)에는 상기 연결부재(140)의 형상과 대응되는 ㅡ 형상의 홈(160a)이 너비 방향으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 연결부재(140)가 하부 케이스(160)에 형성된 홈(160a)을 통하여 하부 케이스 외부로 돌출되도록 함으로써, 피에조 액츄에이터(100)의 높이 변화는 방지하는 동시에 웨이트(110)에 의해 진동을 증폭시킬 수 있다.
제2 실시예
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 피에조 액츄에이터의 구성을 나타내는 분해 사시도이고, 도 5는 케이스를 제거한 제2실시 예에 따른 피에조 액츄에이터의 상면을 나타내는 사시도이며, 도 6은 케이스를 제거한 제2실시 예에 따른 피에조 액츄에이터의 하면을 나타내는 사시도이다.
본 제2실시 예에서는 상기 제1실시 예와는 연결부재(140)의 형상에 있어서 차이점이 있다. 따라서, 상기 제1실시 예에서의 설명과 동일한 부분은 생략한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 피에조 액츄에이터(200)는 피에조(220), 진동판(230), 한 쌍의 웨이트(210) 및 연결부재(240)를 포함한다.
피에조(220)는 진동판(230)의 일면에 부착되며, 전술한 바와 마찬가지로, 피에조(220)에 인가되는 전압에 따라 진동판(230)이 상측 또는 하측으로 휘면서 진동을 발생시킨다.
제1실시 예에서와 마찬가지로, 본 발명의 제2실시 예에서의 진동판(230)은 도 4에 도시된 바와 같이, 일자 형상으로 구비되고 있으나, 특별히 이러한 형상으로 한정되는 것은 아니다.
한 쌍의 웨이트(210)는 제1실시 예에서와 마찬가지로 도 5와 같이, 진동판(230)의 양측으로 위치하고, 도 6과 같이, 연결부재(240)에 의하여 상기 진동판(230) 및 양측의 웨이트(210)가 연결되는데, 이때, 상기 연결부재(240)는 H 형상으로 구비되며, H 형상에서 ll 부분에 양측의 웨이트(210)가 길이방향으로 안착되도록 연결될 수 있다. 즉, 나란히 위치하는 웨이트(110), 진동판(130), 웨이트(110)와 대응되는 형상으로 하부를 연결하도록 장착할 수 있는 것이다.
따라서, 연결부재(240)에 웨이트(210)가 안착될 수 있는 부분이 형성되어 있으므로, 연결부재(240)와 웨이트(210) 연결 시 기구적 공차에 의한 조립 편차를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 피에조 액츄에이터(200) 역시, 제1실시 예에서와 마찬가지로, 피에조(220), 진동판(230), 웨이트(210) 및 연결부재(240)를 수납하는 상부 케이스(250) 및 하부 케이스(260)를 더 포함하며, 상기 하부 케이스(260)에는 상기 연결부재(240)의 형상과 대응되는 H 형상의 홈(260a)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 연결부재(240)가 하부 케이스(260)에 형성된 홈(260a)을 통하여 하부 케이스(260) 외부로 돌출되도록 함으로써, 피에조 액츄에이터(200)의 높이 변화는 방지하는 동시에 웨이트(210)에 의해 진동을 증폭시킬 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 피에조 액츄에이터는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100, 200 : 피에조 액츄에이터 110, 210 : 웨이트(weight)
120, 220 : 피에조 130, 230 : 진동판
140, 240 : 연결부재 150, 250 : 상부 케이스
160, 260 : 하부 케이스 160a, 260a : 홈

Claims (6)

  1. 인가되는 전압에 의해 수축 또는 팽창이 이루어지는 피에조;
    일자형이며, 상기 피에조가 부착되고, 상기 피에조의 수축 또는 팽창에 따른 벤딩 운동에 의해 진동을 발생시키는 진동판(vibration plate);
    상기 진동판의 양측으로 위치되며, 상기 발생되는 진동을 증폭시키기 위한 웨이트(weight); 및
    상기 진동판과 웨이트를 연결하기 위한 연결부재
    를 포함하는 피에조 액츄에이터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 피에조 액츄에이터는 상기 피에조, 진동판, 웨이트 및 연결부재를 수납하기 위한 케이스를 더 포함하는 피에조 액츄에이터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 케이스는 상부 케이스 및 하부 케이스를 구비하는 피에조 액츄에이터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 하부 케이스에는 상기 연결부재의 형상과 대응되는 홈이 형성된 피에조 액츄에이터.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결부재는 ㅡ 형상이며, 나란히 위치되는 상기 웨이트, 진동판, 웨이트의 하부를 연결하는 피에조 액츄에이터.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결부재는 H 형상이며, 나란히 위치되는 웨이트, 진동판, 웨이트와 대응되는 크기로 하부를 연결하는 피에조 액츄에이터.
KR1020100137859A 2010-12-29 2010-12-29 피에조 액츄에이터 KR20120075939A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100137859A KR20120075939A (ko) 2010-12-29 2010-12-29 피에조 액츄에이터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100137859A KR20120075939A (ko) 2010-12-29 2010-12-29 피에조 액츄에이터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120075939A true KR20120075939A (ko) 2012-07-09

Family

ID=46709745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100137859A KR20120075939A (ko) 2010-12-29 2010-12-29 피에조 액츄에이터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120075939A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9123882B2 (en) 2012-12-03 2015-09-01 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Apparatus for generating vibrations
US9225265B2 (en) 2012-09-10 2015-12-29 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Vibration generation device
KR20230077404A (ko) * 2021-11-25 2023-06-01 연세대학교 산학협력단 넓은 주파수 범위에서 햅틱 피드백이 가능한 피에조 액추에이터 모듈

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9225265B2 (en) 2012-09-10 2015-12-29 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Vibration generation device
US9123882B2 (en) 2012-12-03 2015-09-01 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Apparatus for generating vibrations
KR20230077404A (ko) * 2021-11-25 2023-06-01 연세대학교 산학협력단 넓은 주파수 범위에서 햅틱 피드백이 가능한 피에조 액추에이터 모듈

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9046947B2 (en) Touch panel apparatus with piezoelectric element
US9054605B2 (en) Haptic module using piezoelectric element
JP4056528B2 (ja) 電子機器
US9117999B2 (en) Piezoelectric vibration module
KR101920013B1 (ko) 터치 스크린 장치
WO2014024486A1 (ja) 触感呈示装置
KR101044130B1 (ko) 압전 액츄에이터 모듈
EP4113259B1 (en) Electronic device
US10768738B1 (en) Electronic device having a haptic actuator with magnetic augmentation
US10866655B2 (en) Touchpad module
WO2013190780A1 (ja) 触感呈示装置
US20130292237A1 (en) Switch and input device
US20160149607A1 (en) Protection case for mobile communication device
JP2009210882A (ja) 画像表示装置
KR20120075939A (ko) 피에조 액츄에이터
US20130291655A1 (en) Pressing type input device
JP6335626B2 (ja) 触感伝達装置
JP5360580B2 (ja) 触感フィードバックタッチパネル
WO2019059101A1 (ja) 振動ユニット
JP6613153B2 (ja) 触感呈示装置
KR101792151B1 (ko) 피에조 액츄에이터
KR20120130995A (ko) 피에조 액츄에이터
US11599195B2 (en) Structure and tactile sensation providing apparatus
US11618057B2 (en) Localized haptic feedback in electronic devices using pressure-sensitive adhesive and piezoelectric haptic actuators
JP2019133328A (ja) タッチパッドモジュール

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid