KR20150055307A - 진동발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진동발생장치에 관한 것으로서, 내부공간을 구비하는 하우징; 상기 내부공간에 장착되는 제1 및 제2 탄성부재; 상기 제1 및 제2 탄성부재가 상호 마주보는 면에 각각 장착되는 제1 및 제2 압전소자; 및 상기 제1 및 제2 탄성부재의 사이에 상기 제1 및 제2 압전소자와 접착테잎으로 고정되는 중량체;를 포함할 수 있다.

Description

진동발생장치 {VIBRATOR}

본 발명은 진동발생장치에 관한 것이다.

진동발생장치는 전자기적 힘의 발생원리를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 진동으로 변환하는 장치로서, 휴대전화 등에 탑재되어 무음 착신알림용으로 사용되고 있다. 그리고, 휴대전화 등의 모바일 기기 시장이 급속도로 팽창되고 있고, 이와 더불어 여러 가지 기능이 모바일 기기에 부가되는 추세에 따라 모바일 기기의 소형화, 고품질화가 요구되어지는 상황에서 진동발생장치 또한 기존 제품의 단점을 개선하고 품질을 획기적으로 개선시키는 새로운 구조의 제품 개발의 필요성이 대두되어 왔다.

나아가, 휴대폰 중에서 스마트폰의 출시가 급증하면서 터치스크린 방식이 채택됨에 따라서, 터치시 진동을 발생시키는 용도로 진동모터 채용이 증가되어 왔다. 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 높일수 있다.

이러한 특성을 구현할 수 있는 제품으로서 피에죠 햅틱 액추에이터(Piezo Haptic Actuator)가 있다. 피에죠 소자에 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 모바일 기기의 햅틱 진동 구현에 적합하다고 할 수 있다.

하지만, 피에죠 소자는 세라믹 재질로 그 자체로 큰 진동력을 확보하기는 어려우며, 이에 따라 종래기술에서는 탄성플레이트를 이용하여 진동력을 증가시키고자 했다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 진동력이 약한 세라믹 재질의 압전소자를 복수 개 이용하여 충분한 진동력을 확보할 수 있도록 하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치는 내부공간을 구비하는 하우징; 상기 내부공간에 장착되는 제1 및 제2 탄성부재; 상기 제1 및 제2 탄성부재가 상호 마주보는 면에 각각 장착되는 제1 및 제2 압전소자; 및 상기 제1 및 제2 탄성부재의 사이에 상기 제1 및 제2 압전소자와 접착테잎으로 고정되는 중량체;를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에서 상기 접착테잎은 길이 방향으로 상기 압전소자보다 짧게 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에서 상기 접착테잎은 완충특성을 갖을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에서 상기 접착테잎은 상기 압전소자와 폭이 동일하거나 작을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치에서 상기 중량체는 상호 대칭 형상으로 2개가 겹치도록 구비될 수 있다.

본 발명을 이용하면, 진동력이 약한 세라믹 재질의 압전소자를 복수 개 이용하여 충분한 진동력을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치의 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치의 분해사시도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 진동발생장치(100)는 하우징의 내부에 제1 및 제2 탄성부재를 구비하고, 상기 제1 및 제2 탄성부재에 각각 구비되는 압전소자에 의해 상기 제1 및 제2 탄성부재가 진동되도록 하며, 질량체는 상기 제1 및 제2 탄성부재의 진동력의 합력에 의해 진동이 발생될 수 있도록 하여 진동성능을 극대화할 수 있도록 하는 것을 발명의 특징으로 한다. 이하, 상술한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치의 분해사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 진동발생장치(100)는 상부 케이스(111)와 하부 케이스(113)를 포함하는 하우징(110), 제1 및 제2 탄성부재(131)(133), 상기 제1 및 제2 탄성부재(131)(133)의 일면에 각각 구비되는 제1 및 제2 압전소자(141)(143), 중량체(171)(173), 제1 및 제2 회로기판(161)(163), 제1 및 제2 접착테잎(151)(153)를 포함하여 구성될 수 있다. 아울러, 추가로 상기 제1 및 제2 탄성부재(131)(133)를 지지하도록 상기 상부 및 하부 케이스(111)(113)에 구비되는 제1 및 제2 지지부재(121)(123)를 포함할 수 있다.

하우징(110)은 상부 케이스(111)와 하부 케이스(113)를 구비할 수 있다. 그리고, 상부 케이스(111)는 내부 공간을 가지는 박스 형상을 가질 수 있으며, 하부 케이스(113)는 플레이트 형상을 가질 수 있다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 상부 케이스(111)와 상기 하부 케이스(113)는 상호 바뀐 형상을 가질 수도 있으며, 내부 공간을 형성하는 것이라면 실질적으로 그 형상에는 제한이 없다.

한편, 여기서 방향에 대한 용어를 정의하면, 길이방향은 도 1에서 X 방향을 의미하고, 폭 방향은 도 1에서 Y 방향, 즉, 도면을 뚫고 들어가는 방향을 의미한다. 그리고, 높이 방향은 도 1에서 Z 방향을 의미한다. 그리고, 상기에서 정의한 용어는 이하에서 동일하게 사용하기로 한다. 즉, 각 구성들에 대하여 상기한 용어는 동일한 방향을 나타내기로 한다.

상기 제1 및 제2 탄성부재(131)(133)는 상기 하우징(110)의 내부공간에 양단부가 고정된 상태로 배치될 수 있다.

상기 제1 및 제2 탄성부재(131)(133)는 상호 대면하도록 배치될 수 있으며, 양 단부가 상기 하우징(110)의 내측면에 고정되거나, 별도의 지지대(121)(123)를 이용하여 거치되는 형태로 고정될 수도 있다.

상기 제1 및 제2 탄성부재(131)(133)는 판형의 탄성재질로 이루어질 수 있으며, 이에 장착되는 압전소자의 진동력을 극대화하도록 구비될 수 있다.

상기 제1 및 제2 탄성부재(131)(133)가 상호 마주보는 면에는 각각 제1 및 제2 압전소자(141)(143)가 구비될 수 있다.

상기 제1 및 제2 압전소자(141)(143)는 상기 제1 및 제2 탄성부재(131)(133)의 일면에 각각 면과 면이 상호 결합된 상태로 배치될 수 있다.

이에 따라 상기 제1 및 제2 압전소자(141)(143)에 전원이 인가되어 길이가 변하면(길이방향으로 축소 또는 확장), 이에 구속된 상기 제1 및 제2 탄성부재(131)(133)가 절곡되면서 진동이 발생할 수 있다.

이에, 상기 제1 및 제2 압전소자(141)(143)에 전원을 공급하도록 상기 제1 및 제2 압전소자(141)(143)에 각각 연결되고 상기 하우징(110)의 외부로 인출되는 제1 및 제2 기판(161)(163)이 구비될 수 있다.

상기 제1 및 제2 기판(161)(163)은 플랙서블 인쇄회로기판일 수 있다.

물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 전원을 공급할 수 있는 것이라면 어느 것이든 가능하다.

한편, 상기 제1 및 제2 기판(161)(163)을 통해 전원을 공급하여 상기 제1 및 제2 압전소자(141)(143)의 합력에 의해 상기 제1 및 제2 탄성부재(131)(133)의 사이에 배치되는 중량체(171)(173)의 진동력을 극대화하기 위해서는 상호 배치되는 전원이 반복적으로 공급될 수 있다.

즉, 상기 제1 압전소자(141)가 아래 방향으로 절곡되면 상기 제2 압전소자(143)는 윗 방향으로 절곡되고, 상기 제1 압전소자(141)가 윗 방향으로 절곡되면 상기 제2 압전소자(143)는 아래 방향으로 절곡되어야만 진동특성이 극대화될수 있기 때문이다.

상기 중량체(171)(173)는 상기 제1 및 제2 탄성부재(131)(133)의 사이에에 배치될 수 있다. 상기 중량체(171)(173)는 상기 제1 및 제2 탄성부재(131)(133)의 진동력을 극대화하기 위해 추가된 것이다.

상기 중량체(171)(173)는 상기 제1 및 제2 탄성부재(131)(133)의 사이에 배치되며, 상기 제1 및 제2 압전소자(141)(143)에 제1 및 제2 접착테잎(151)(153)을 매개로 결합될 수 있다. 즉, 상기 중량체(171)(173)는 상기 제1 및 제2 압전소자(141)(143)와 결합할 수 있다.

그리고, 상기 제1 및 제2 접착테잎(151)(153)은 길이 방향으로 상기 압전소자보다 짧게 구비될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 접착테잎(151)(153)은 상기 압전소자와 폭이 동일하거나 작을 수 있다. 아울러, 상기 제1 및 제2 접착테잎(151)(153)은 완충특성이 있어, 상기 중량체(171)(173)에서 전달될 수 있는 충격이 상기 제1 및 제2 압전소자(141)(143)에 전달되지 않도록 흡수할 수 있다.

한편, 상기 중량체(171)(173)는 상호 대칭 형상으로 2개가 겹치도록 구비될 수 있다. 물론, 이는 전체적으로 하나의 덩어리로 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 제1 및 제2 탄성부재(131)(133)와 상기 하우징(110)의 내면 사이에는 댐퍼(181)(183)가 구비될 수 있다. 더욱 상세하게, 상기 댐퍼(181)(183)는 상기 하우징(110)의 내부면에 고정될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

100: 진동발생장치
110: 하우징
111: 케이스
113: 브라켓
121, 123: 제1 및 제2 지지부재
131, 133: 제1 및 제2 탄성부재
141, 143: 제1 및 제2 압전소자
151, 153: 제1 및 제2 접착테잎
161, 163: 제1 및 제2 기판
171, 173: 중량체
181, 183: 댐퍼

Claims (5)

1. 내부공간을 구비하는 하우징;
   상기 내부공간에 장착되는 제1 및 제2 탄성부재;
   상기 제1 및 제2 탄성부재가 상호 마주보는 면에 각각 장착되는 제1 및 제2 압전소자; 및
   상기 제1 및 제2 탄성부재의 사이에 상기 제1 및 제2 압전소자와 접착테잎으로 고정되는 중량체;를 포함하는 진동발생장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 접착테잎은 길이 방향으로 상기 압전소자보다 짧게 구비되는 진동발생장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 접착테잎은 완충특성을 갖는 진동발생장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 접착테잎은 상기 압전소자와 폭이 동일하거나 작은 진동발생장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 중량체는 상호 대칭 형상으로 2개가 겹치도록 구비되는 진동발생장치.
   

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