KR20140135085A - 진동발생장치 - Google Patents

진동발생장치 Download PDF

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KR20140135085A
KR20140135085A KR1020130146897A KR20130146897A KR20140135085A KR 20140135085 A KR20140135085 A KR 20140135085A KR 1020130146897 A KR1020130146897 A KR 1020130146897A KR 20130146897 A KR20130146897 A KR 20130146897A KR 20140135085 A KR20140135085 A KR 20140135085A
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KR
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piezoelectric element
weight
mounting portion
elastic member
vibration
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KR1020130146897A
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오화영
정승현
장건희
남자현
연태흠
김영진
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삼성전기주식회사
한양대학교 산학협력단
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K33/02Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moved one way by energisation of a single coil system and returned by mechanical force, e.g. by springs
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • HELECTRICITY
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Abstract

진동전달부재에 고정 설치되며 전원 인가 시 내부면으로부터 외부면을 향하는 방향 또는 외부면으로부터 내부면을 향하는 방향으로 신축 변형되는 압전소자 및 상기 압전소자에 연결되어 진동되는 진동자를 포함하는 진동발생장치가 개시된다.

Description

진동발생장치{vibrator}
본 발명은 진동발생장치에 관한 것이다.
진동모터는 전자기적 힘의 발생원리를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 진동으로 변환하는 부품으로서, 휴대전화에 탑재되어 무음 착신알림용으로 사용되고 있다. 최근 휴대전화 시장이 급속도로 팽창되고 있고, 이와 더불어 여러 가지 기능이 휴대폰에 부가되는 추세에 따라 휴대폰 부품의 소형화, 고품질화가 요구되어지는 상황에서 진동모터 또한 기존 제품의 단점을 개선하고 품질을 획기적으로 개선을 시키는 새로운 구조의 제품개발의 필요성이 대두되어 왔다.
또한, 휴대폰 중에서 스마트폰의 출시가 급증하면서 터치스크린 방식이 채택됨에 따라서, 터치시 진동을 발생시키는 용도로 진동모터 채용이 증가되어 왔다.
한편, 터치스크린에서의 터치시 진동에 있어서 특히 요구되는 성능은 첫째 착신시 진동발생에 비하여 사용횟수가 많아짐에 따라서 동작수명시간의 증가를 요구하게 되고, 둘째 화면을 터치하는 속도에 맞추어 진동의 응답속도도 빨라져야 사용자가 터치시 진동을 체감하는데 있어서 만족감을 높을 수 있다.
이러한 특성을 구현할 수 있는 제품으로서 피에조 햅틱 액추에이터(Piezo Haptic Actuator)가 있다. 피에조소자에 전압을 인가하면 변위가 발생하는 역압전효과의 원리를 이용한 것으로서, 발생된 변위로 가동자의 웨이트를 움직이도록 하여 진동력을 발생시키는 원리이다.
이 구조를 갖는 진동자의 특징으로는, 일정수준이상의 진동력을 얻을 수 있는 주파수대역폭이 넓어서 안정적인 진동특성을 구현할 수 있다는 것과, 일정한 주파수범위에서 단일주파수가 아닌 낮고 높은 주파수의 진동을 다양하게 사용할 수 있다는 점이다. 또한 빠른 동작응답특성을 구현할 수 있어서, 휴대폰 등 모바일기기의 햅틱진동 구현에 적합하다고 할 수 있다.
하지만, 피에조소자의 길이가 길어야 변위 및 진동확보가 가능하므로 피에조 햅틱 엑추에이터의 길이가 길어지고 낙하충격에 취약한 문제가 있다.
즉, 종래에는 직육면체 형상을 가지는 상부 케이스와 브라켓으로 이루어지는 진동전달부재에 스프링 작용을 하는 플레이트가 고정 설치되어 있으며, 플레이트의 길이는 진동전달부재의 길이에 대응되는 길이를 가진다.
그리고, 이러한 플레이트에 피에조소자가 고정 설치되어 피에조소자에 전원이 인가되면 피에조 소자와 더불어 플레이트가 상,하로 휘는 동작을 하고, 플레이트의 중앙부에 연결되는 중량체가 상하로 움직여서 진동을 발생시키는 구조를 채용하고 있다.
따라서, 피에조소자의 길이가 길어야지 충분한 변위 및 진동확보가 가능한 문제가 있으며, 낙하충격시 길이가 긴 피에조소자의 파손이 발생되는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제2006-0000894호
부피를 감소시킴으로써 소형화를 구현할 수 있는 진동발생장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치는 진동전달부재에 고정 설치되며 전원 인가 시 내부면으로부터 외부면을 향하는 방향 또는 외부면으로부터 내부면을 향하는 방향으로 신축 변형되는 압전소자 및 상기 압전소자에 연결되어 진동되는 진동자를 포함한다.
상기 압전소자는 원통형 형상을 가질 수 있다.
상기 압전소자는 종단면이 다각형 고리 형상을 가질 수 있다.
상기 진동자는 상기 압전소자의 일면에 설치되어 진동되는 탄성부재를 구비할 수 있다.
상기 진동자는 상기 탄성부재에 고정 설치되어 상기 탄성부재와 연동하여 진동되는 중량체를 더 구비할 수 있다.
상기 탄성부재는 상기 압전소자의 일면에 접합되는 복수개의 결합부와, 상기 압전소자의 외부면으로부터 내부면을 향하는 방향으로 상기 복수개의 결합부 각각으로부터 연장 형성되는 복수개의 연장부 및 상기 복수개의 연장부에 연결되며 상기 중량체가 설치되는 중량체 장착부를 구비할 수 있다.
상기 탄성부재는 일단이 상기 압전소자의 일면에 접합되는 복수개의 결합부와, 상기 복수개의 결합부의 타단에 연결되며 상기 중량체가 설치되는 중량체 장착부를 구비할 수 있다.
상기 중량체는 상기 중량체 장착부의 상면 또는 저면 중 적어도 하나에 접합될 수 있다.
상기 진동전달부재는 상기 압전소자가 고정 설치되는 설치부를 구비할 수 있다.
상기 진동전달부재는 내부 공간을 가지는 상부 케이스와, 상기 상부 케이스의 하단부에 결합되며 상기 설치부가 구비되는 브라켓으로 구성될 수 있다.
상기 설치부는 원통 형상을 가지며, 상기 압전소자는 복수개가 원주방향을 따라 복수개가 상호 이격 배치되도록 상기 설치부에 결합될 수 있다.
상기 설치부는 상기 복수개의 압전소자 사이에 배치되도록 돌출 형성되는 돌출턱을 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치는 설치부를 구비하는 진동전달부재와, 상기 설치부에 고정 설치되며 전원 인가 시 내부면으로부터 외부면을 향하는 방향 또는 외부면으로부터 내부면을 향하는 방향으로 신축 변형되는 압전소자와, 상기 압전소자에 연결되어 진동되는 탄성부재 및 상기 탄성부재에 설치되어 상기 탄성부재와 연동하여 진동되는 중량체를 포함한다.
상기 압전소자와 상기 설치부는 원통 형상을 가지며, 상기 압전소자는 상기 설치부의 내부면 또는 외부면에 고정 설치될 수 있다.
압전소자를 통해 전체 부피를 감소시킬 수 있으므로 소형화를 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에 구비되는 압전소자와 탄성부재를 나타내는 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치의 작동을 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 부분 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 부분 분해 사시도이다.
도 7은 진동발생장치에 구비되는 탄성부재의 변형 실시예를 설명하기 위한 설명도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 개략 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에 구비되는 압전소자와 탄성부재를 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치(100)는 일예로서, 진동전달부재(110), 압전소자(120) 및 진동자(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
진동전달부재(110)는 진동발생장치(100)의 외형을 형성하며, 일예로서 상부 케이스(112)와 브라켓(114)로 구성될 수 있다.
상부 케이스(112)는 하부측이 개구된 원형의 그릇 형상을 가질 수 있다. 또한, 브라켓(114)은 개구된 상부 케이스(112)의 하단부에 결합되어 상부 케이스(112)와 함께 밀폐공간을 형성한다.
한편, 브라켓(114)에는 압전소자(120)와의 결합을 위한 설치부(114a)가 구비될 수 있다. 설치부(114a)는 일예로서 원통 형상을 가질 수 있으며, 설치부(114a)의 외주면에 압전소자(120)가 고정 설치될 수 있다.
다만, 설치부(114a)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 압전소자(120)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있으며, 일예로서 원기둥 또는 사각 기둥 형상을 가질 수도 있다.
또한, 설치부(114a)는 복수개가 원주방향을 따라 이격 배치되는 돌기로 이루어질 수 있으며, 설치부(114a)의 연장선이 원을 이루도록 형성될 수도 있다.
한편, 본 실시예에서는 설치부(114a)가 브라켓(114)과 일체로 형성되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 설치부(114a)는 브라켓(114)과 별도로 제조되어 브라켓(114)에 조립될 수도 있을 것이다.
그리고, 본 실시예에서는 설치부(114a)가 브라켓(114)에 구비되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 설치부(114a)는 상부 케이스(112)에 구비될 수도 있을 것이다.
압전소자(120)는 진동전달부재(110)에 고정 설치될 수 있으며, 원통 형상을 가질 수 있다. 즉, 압전소자(120)는 브라켓(114)의 설치부(114a)에 고정 설치될 수 있으며, 일예로서 원통 형상(종단면이 원형의 고리 형상)을 가질 수 있다.
다시 말해, 압전소자(120)의 내부면이 브라켓(114)의 설치부(114a) 외부면에 접합될 수 있다.
이와 같이, 압전소자(120)의 내부면과 브라켓(114)의 설치부(114a) 외부면은 대응되는 형상을 가질 수 있다.
한편, 압전소자(120)는 반경방향으로 분극되어 전압이 인가되면 반경 방향으로 인장 또는 압축될 수 있다. 다시 말해, 압전소자(120)는 전원 인가 시 내부면으로부터 외부면을 향하는 방향 또는 외부면으로부터 내부면을 향하는 방향으로 신축 변형될 수 있다.
여기서, 방향에 대한 용어를 정의하면, 반경 방향은 도 1에서 좌,우 방향, 즉 진동전달부재(110)의 외주면으로부터 압전소자(120)를 향하는 방향 또는 압전소자(120)로부터 진동전달부재(110)의 외주면을 향하는 방향을 의미하고, 원주 방향은 도 1에서 진동전달부재(110) 또는 압전소자(120)의 외주면을 따라 회전되는 방향을 의미한다.
그리고, 두께 방향은 도 1에서 상,하 방향, 즉 브라켓(114)으로부터 상부 케이스(112)의 상면을 향하는 방향 또는 상부 케이스(112)의 상면으로부터 브라켓(114)을 향하는 방향을 의미한다.
한편, 압전소자(120)에는 전원의 공급을 위한 회로기판(미도시)이 연결될 수 있다. 그리고, 상기한 회로기판은 압전소자(120)가 원활하게 신축될 수 있도록 플렉시블 회로기판으로 이루어질 수 있다.
진동자(130)는 압전소자(120)에 연결되어 진동된다. 한편, 진동자(130)는 탄성부재(140)와 중량체(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
탄성부재(140)는 압전소자(120)에 연결되어 압전소자(120)의 변형 시 진동을 발생시킨다. 이를 위해 탄성부재(140)는 압전소자(120)의 외부면에 고정 설치되는 결합부(142)와, 상기 결합부(142)로부터 반경 방향 내측으로 연장 형성되는 연장부(144) 및 연장부(144)의 끝단을 배치되며 중량체(150)가 설치되는 중량체 장착부(146)를 구비할 수 있다.
결합부(142)는 압전소자(120)의 외부면(즉, 외주면)에 고정 설치된다. 한편, 결합부(142)는 일예로서, 4개로 이루어질 수 있으며, 압전소자(120)의 외부면 4곳에 원주방향을 따라 이격 배치될 수 있다.
다만, 이에 한정되지 않으며, 결합부(142)가 압전소자(120)의 외부면 2곳, 3곳 또는 5곳 이상에 설치될 수 있도록 결합부(142)의 갯수는 변경 가능할 것이다.
그리고, 결합부(142)는 압전소자(120)의 두께보다 긴 길이를 가지도록 형성될 수 있다. 다시 말해, 결합부(142)의 상단부는 압전소자(120)의 상부로 돌출될 수 있다.
한편, 연장부(144)는 결합부(142)로부터 연장 형성되되, 연장부(144)는 압전소자(120)의 상면으로부터 대략 45도 내외의 사이각을 가질 수 있다.
또한, 연장부(144)는 결합부(142)와 대응되는 갯수로 이루어질 수 있으며, 본 실시예에서는 결합부(142)와 같이 4개의 연장부(144)가 구비될 수 있다.
한편, 중량체 장착부(146)는 연장부(144)의 타단에 연결되며 중량체(150)가 설치될 수 있도록 상면과 저면은 평탄하게 형성될 수 있다.
중량체(150)는 탄성부재(140)에 고정 설치되어 진동량을 증폭시키는 역할을 수행한다.
한편, 중량체(150)는 제1,2 중량체(152, 154)를 구비할 수 있다.
제1 중량체(152)는 중량체 장착부(146)의 상면에 고정 설치될 수 있으며, 코인 형상을 가질 수 있다.
그리고, 제2 중량체(154)는 중량체 장착부(146)의 저면에 고정 설치되는 제1코인부(154a)와, 제1 코인부(154a)보다 큰 직경을 가지는 제2 코인부(154b) 및 제2 코인부(154b)보다 큰 직경을 가지는 제3 코인부(154c)를 구비할 수 있다.
다만, 본 실시예에서는 중량체(150)가 제1,2 중량체(152,154)로 구성되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 중량체(150)는 제1,2 중량체(152,154) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
즉, 제1 중량체(152)만이 중량체 장착부(146)에 장착될 수도 있고, 제2 중량체(154)만이 중량체 장착부(146)에 장착될 수도 있으며, 본 실시예에서와 같이 제1,2 중량체(152,154)가 중량체 장착부(146)에 설치될 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는 제2 중량체(154)가 제1,2,3 코인부(154a,154b,154c)를 구비하는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 제2 중량체(154)는 중량체 장착부(146)의 저면에 고정 설치되되 압전소자(120)의 내측에 배치될 수 있는 어떠한 형상으로도 변형 가능할 것이다.
나아가, 제1 중량체(152) 또한 질량을 증대시킬 수 있도록 단면이 사각형, 오각형, 팔각형 등 다양한 단면을 가지도록 형성될 수 있을 것이다.
한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 진동전달부재(110)의 내부면, 압전소자(120)의 내부면 및 탄성부재(140)에는 접촉에 의한 소음 발생 및 파손을 방지할 수 있도록 댐퍼부재 또는 자성유체 등과 같은 완충을 위한 구성이 설치될 수도 있다.
상기한 바와 같이, 진동발생장치(100)가 직육면체 형상을 가지지 않을 수 있어 전체적인 부피를 감소시킬 수 있는 것이다. 다시 말해 일예로서 원형의 코인 형상을 가지도록 진동발생장치(100)가 형성될 수 있어 부피를 감소시킬 수 있다.
나아가, 중량체(150)가 제1,2 중량체(152,154)로 구성될 수 있으므로, 원통 형상의 압전소자(120)의 내측 및 상측에 형성되는 빈 공간에 중량체(150)가 배치되도록 함으로써, 중량체(150)의 질량을 증대시켜 진동량을 증대시킬 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치의 작동에 대하여 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치의 작동을 설명하기 위한 설명도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 먼저 원통 형상(링 형상)을 가지는 압전소자(120)의 내경부측과 외경부측에 전압이 인가되면 압전소자는 반경 방향으로 인장압축된다. 이에 따라, 압전소자(120)의 외주면에 고정 설치되는 탄성부재(140)의 결합부(132)는 압전소자(120)와 같이 반경 방향으로 이동한다.
이에 따라, 결합부(142)로부터 연장 형성되는 연장부(144)의 일단은 결합부(142)와 함께 반경 방향으로 이동되고, 연장부(144)의 타단은 상,하 방향으로 이동된다.
결국, 연장부(144)의 타단에 연결되는 중량체 장착부(146)와 중량체(150)도 연장부(144)의 타단과 함께 상,하 방향으로 진동되며, 중량체 장착부(146)에 중량체(150)가 장착되므로 진동량이 증대될 수 있는 것이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 상기에서 사용한 도면부호를 사용하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 부분 분해 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치(200)는 일예로서, 진동전달부재(110), 압전소자(220) 및 탄성부재(140)와 중량체(150)를 구비하는 진동자(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치(200)에 구비되는 진동전달부(110) 및 탄성부재(140)와 중량체(150)를 구비하는 진동자(130)는 상기에서 설명한 구성과 동일한 구성에 해당되므로, 자세한 설명은 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
압전소자(220)는 원통 형상을 가지는 설치부(114a)에 설치되며, 복수개가 상호 이격 배치되도록 설치될 수 있다. 즉, 압전소자(220)의 내주면이 설치부(114a)의 외주면에 접합될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 설치부(114a)가 원통 형상을 가지는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 설치부(114a)는 압전소자(220)에 대응되는 갯수로 연장선이 원형을 이루도록 돌출 형성될 수 있다.
다시 말해, 압전소자(220)가 4개로 구성되는 경우 설치부(114a)도 압전소자(220)에 대응되도록 브라켓(114)으로부터 4개가 돌출 형성될 수 있다. 이때 설치부(114a)의 연장선은 원형을 이루도록 형성될 수 있다.
또한, 압전소자(220)는 반경 방향으로 분극되어 전압이 인가되면 반경 방향으로 인장 또는 압축될 수 있다.
이와 같이, 압전소자(220)가 복수개로 구성되며, 원주방향을 따라 상호 이격 배치됨으로써 압전소자(220)의 변형이 보다 용이하게 구현될 수 있다. 즉, 원통 형상을 가지는 압전소자(120)와 비교하여 압전소자(220)가 복수개로 구성되며, 원주 방향을 따라 상호 이격 배치되는 경우 강성이 저하되어 변형이 보다 용이하게 이루어질 수 있는 것이다.
이와 같이, 압전소자(220)의 변형이 보다 용이하게 이루어짐으로써 구동 효율이 향상될 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동발생장치에 대하여 살펴보기로 한다. 한편, 본 실시예에서도 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 상기에서 사용한 도면부호를 사용하기로 한다. 또한, 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 부분 분해 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동발생장치(300)는 일예로서, 진동전달부재(310), 압전소자(320), 탄성부재(140)와 중량체(150)를 구비하는 진동자(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
진동전달부재(310)는 진동발생장치(300)의 외형을 형성하며, 일예로서 상부 케이스(312)와 브라켓(314)로 구성될 수 있다.
상부 케이스(312)는 하부측이 개구된 원형의 그릇 형상을 가질 수 있다. 또한, 브라켓(314)은 개구된 상부 케이스(312)의 하단부에 결합되어 상부 케이스(312)와 함께 밀폐공간을 형성한다.
한편, 브라켓(314)에는 압전소자(320)와의 결합을 위한 설치부(314a)가 구비될 수 있다. 설치부(314a)는 일예로서 대략 원통 형상을 가질 수 있으며, 설치부(314a)의 외주면에 압전소자(320)가 고정 설치될 수 있다.
한편, 설치부(314a)에는 압전소자(320)의 양측면을 지지하기 위한 돌출턱(314b)가 형성될 수 있다. 즉, 돌출턱(314b)는 복수개의 압전소자(320) 사이에 배치되도록 설치부(314a)의 외주면으로부터 돌출 형성될 수 있다.
다만, 본 실시예에서는 설치부(314a)가 브라켓(314)과 일체로 형성되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 설치부(314a)는 브라켓(314)과 별도로 제조되어 브라켓(314)에 조립될 수도 있을 것이다.
그리고, 본 실시예에서는 설치부(314a)가 브라켓(314)에 구비되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 설치부(314a)는 상부 케이스(312)에 구비될 수도 있을 것이다.
압전소자(320)는 설치부(314a)에 설치되며, 복수개가 상호 이격 배치되도록 설치될 수 있다. 즉, 압전소자(220)의 내주면이 설치부(114a)의 외주면에 접합되며, 양측면이 설치부(314a)의 돌출턱(314b)에 지지되도록 설치부(314a)에 설치될 수 있다.
한편, 압전소자(320)의 양측면은 돌출턱(314b)에 단순히 접촉되어 있을 뿐 접합되지는 않는다.
또한, 압전소자(320)는 반경 방향으로 분극되어 전압이 인가되면 반경 방향으로 인장 또는 압축될 수 있다.
이와 같이, 압전소자(320)가 복수개로 구성되며, 원주방향을 따라 상호 이격 배치됨으로써 압전소자(320)의 변형이 보다 용이하게 구현될 수 있다. 즉, 원통 형상을 가지는 압전소자(120)와 비교하여 압전소자(320)가 복수개로 구성되며, 원주 방향을 따라 상호 이격 배치되는 경우 강성이 저하되어 변형이 보다 용이하게 이루어질 수 있는 것이다.
이와 같이, 압전소자(320)의 변형이 보다 용이하게 이루어짐으로써 구동 효율이 향상될 수 있다.
나아가, 돌출턱(314b)에 압전소자(320)의 양측면이 지지됨으로써 압전소자(320)의 반경 방향으로의 변형이 보다 용이하게 구현될 수 있다.
이에 따라, 구동 효율의 향상이 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동발생장치(300)에 구비되는 탄성부재(140) 및 중량체(150)는 상기에서 설명한 구성과 동일한 구성에 해당되므로, 자세한 설명은 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동발생장치에 대하여 설명하기로 한다.
도 7은 진동발생장치에 구비되는 탄성부재의 변형 실시예를 설명하기 위한 설명도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동발생장치(400)는 일예로서, 진동발생부재(110), 압전소자(120), 탄성부재(440)와 중량체(150)를 구비하는 진동자(430)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동발생장치(400)에 구비되는 진동발생부재(110), 압전소자(120), 중량체(150)는 상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치(100)에 구비되는 구성과 동일한 구성에 해당되므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
탄성부재(440)는 압전소자(120)의 일면에 설치되어 진동될 수 있다. 일예로서, 탄성부재(440)는 일단이 압전소자(120)의 일면에 접합되는 복수개의 결합부(442)와, 상기 복수개의 결합부의 타단에 연결되며 중량체(150)가 설치되는 중량체 장착부(444)를 구비할 수 있다.
결합부(442)는 일예로서 일단이 압전소자(120)의 상면에 접합 설치될 수 있으며, 타단이 중량체 장착부(444)에 연결될 수 있다. 그리고, 중량체 장착부(144)는 복수개의 결합부(442) 타단에 연결되어 중량체(150)가 설치될 수 있도록 설치영역을 제공한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100, 200, 300, 400 : 진동발생장치
110, 310 : 진동발생부재
120, 220, 320 : 압전소자
130 : 진동자
140, 440 : 탄성부재
150 : 중량체

Claims (20)

  1. 진동전달부재에 고정 설치되며 전원 인가 시 내부면으로부터 외부면을 향하는 방향 또는 외부면으로부터 내부면을 향하는 방향으로 신축 변형되는 압전소자; 및
    상기 압전소자에 연결되어 진동되는 진동자;
    를 포함하는 진동발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압전소자는 원통형 형상을 가지는 진동발생장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압전소자는 종단면이 다각형 고리 형상을 가지는 진동발생장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 진동자는 상기 압전소자의 일면에 설치되어 진동되는 탄성부재를 구비하는 진동발생장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 진동자는 상기 탄성부재에 고정 설치되어 상기 탄성부재와 연동하여 진동되는 중량체를 더 구비하는 진동발생장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 탄성부재는
    상기 압전소자의 일면에 접합되는 복수개의 결합부;
    상기 압전소자의 외부면으로부터 내부면을 향하는 방향으로 상기 복수개의 결합부 각각으로부터 연장 형성되는 복수개의 연장부; 및
    상기 복수개의 연장부에 연결되며 상기 중량체가 설치되는 중량체 장착부;
    를 구비하는 진동발생장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 탄성부재는
    일단이 상기 압전소자의 일면에 접합되는 복수개의 결합부와, 상기 복수개의 결합부의 타단에 연결되며 상기 중량체가 설치되는 중량체 장착부를 구비하는 진동발생장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 중량체는 상기 중량체 장착부의 상면 또는 저면 중 적어도 하나에 접합되는 진동발생장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 진동전달부재는 상기 압전소자가 고정 설치되는 설치부를 구비하는 진동발생장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 진동전달부재는 내부 공간을 가지는 상부 케이스와, 상기 상부 케이스의 하단부에 결합되며 상기 설치부가 구비되는 브라켓으로 구성되는 진동발생장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 설치부는 원통 형상을 가지며, 상기 압전소자는 복수개가 원주방향을 따라 복수개가 상호 이격 배치되도록 상기 설치부에 결합되는 진동발생장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 설치부는 상기 복수개의 압전소자 사이에 배치되도록 돌출 형성되는 돌출턱을 구비하는 진동발생장치.
  13. 설치부를 구비하는 진동전달부재;
    상기 설치부에 고정 설치되며, 전원 인가 시 내부면으로부터 외부면을 향하는 방향 또는 외부면으로부터 내부면을 향하는 방향으로 신축 변형되는 압전소자;
    상기 압전소자에 연결되어 진동되는 탄성부재; 및
    상기 탄성부재에 설치되어 상기 탄성부재와 연동하여 진동되는 중량체;
    를 포함하는 진동발생장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 압전소자와 상기 설치부는 원통 형상을 가지며,
    상기 압전소자는 상기 설치부의 내부면 또는 외부면에 고정 설치되는 진동발생장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 탄성부재는
    상기 압전소자의 내부면 또는 외부면에 고정 설치되는 복수개의 결합부;
    상기 압전소자의 외부면으로부터 내부면을 향하는 방향으로 상기 결합부로부터 연장 형성되는 복수개의 연장부; 및
    상기 복수개의 연장부에 연결되며 상기 중량체가 설치되는 중량체 장착부;
    를 구비하는 진동발생장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 탄성부재는
    일단이 상기 압전소자의 일면에 접합되는 복수개의 결합부와, 상기 복수개의 결합부의 타단에 연결되며 상기 중량체가 설치되는 중량체 장착부를 구비하는 진동발생장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수개의 결합부 일단은 상기 압전소자의 상면에 접합되는 진동발생장치.
  18. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 중량체는 상기 중량체 장착부의 상면 및 저면 중 적어도 하나에 설치되는 진동발생장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 압전소자는 복수개가 원주방향을 따라 복수개가 상호 이격 배치되도록 상기 설치부에 결합되는 진동발생장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 설치부는 상기 복수개의 압전소자 사이에 배치되도록 돌출 형성되는 돌출턱을 구비하는 진동발생장치.
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KR20230111469A (ko) * 2022-01-18 2023-07-25 한국전자기술연구원 햅틱 액추에이터

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