KR20150109139A - 진동발생장치 - Google Patents

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이동우
박윤영
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삼성전기주식회사
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Abstract

내부 공간을 가지는 하우징과, 상기 하우징에 양단부가 고정 설치되는 플레이트부와, 상기 플레이트부로부터 상부측으로 연장 형성되는 연결부 및 상기 연결부로부터 상기 플레이트부의 길이방향으로 연장 형성되는 접합부를 구비하는 진동부재 및 상기 접합부에 용접에 의해 설치되는 중량체를 포함하며, 상기 접합부와 상기 중량체는 상기 연결부로부터 길이방향으로 상기 플레이트부의 끝단 측으로 이격된 부분으로부터 용접 접합되는 진동발생장치가 개시된다.

Description

진동발생장치{Vibrator}
본 발명은 진동발생장치에 관한 것이다.
진동발생장치는 전자기적 힘의 발생원리를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 진동으로 변환하는 장치로서, 휴대 전화 등에 탑재되어 무음 착신 알림용으로 사용되고 있다.
그리고, 휴대 전화 등의 모바일 기기 시장이 급속도로 팽창되고 있고, 이와 더불어 여러 가지 기능이 모바일 기기에 부가되는 추세에 있다. 그리고, 모바일 기기는 점점 더 소형화, 고품질화가 요구되고 있다.
이러한 추세에 따라, 진동발생장치 또한 기존 제품의 단점을 개선하고 품질을 획기적으로 개선시키는 새로운 구조의 제품 개발의 필요성이 대두되어 왔다.
나아가, 최근에는 휴대 전화가 스마트폰으로 대체되고 있으며, 스마트폰에는 터치스크린 방식이 채택되고 있다. 이에 따라, 터치 시 진동을 발생시키는 용도로 진동발생장치의 채용이 증가되고 있다.
그리고, 최근에는 피에조 소자를 이용한 진동발생장치가 출시되고 있다, 이러한 진동발생장치는 피에조 소자에 전압을 인가하여 변위를 발생시키는 역압전효과의 원리를 이용한 것으로서, 발생된 변위로 진동자의 중량체를 움직이도록 하여 진동력을 발생시킨다.
이 구조를 갖는 진동발생장치는 일정 수준 이상의 진동력을 얻을 수 있는 주파수 대역폭이 넓어서 안정적인 진동 특성을 구현할 수 있는 장점이 있다.
한편, 진동자의 중량체는 피에조 소자가 결합되는 진동부재에 조립되는데, 이때 중량체와 진동부재는 일반적으로 접착제에 의해 접합된다.
그런데, 외부 충격이 가해지는 경우 중량체에 의해 가해지는 하중이 진동부재에 전달되어 진동부재가 파손되는 문제가 있다. 즉, 중량체와 진동부재가 접착제에 의해 중량체와 진동부재가 접촉되는 전 영역에서 접합되므로 중량체에 가해진 하중에 의해 접합면 하부에 배치되는 연결부에서의 파손이 발생되는 문제가 있다.
대한민국 특허공개공보 제2011-45486호
진동부재의 파손을 방지할 수 있는 진동발생장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치는 내부 공간을 가지는 하우징과, 상기 하우징에 양단부가 고정 설치되는 플레이트부와, 상기 플레이트부로부터 상부측으로 연장 형성되는 연결부 및 상기 연결부로부터 상기 플레이트부의 길이방향으로 연장 형성되는 접합부를 구비하는 진동부재 및 상기 접합부에 용접에 의해 설치되는 중량체를 포함하며, 상기 접합부와 상기 중량체는 상기 연결부로부터 길이방향으로 상기 플레이트부의 끝단 측으로 이격된 부분으로부터 용접 접합될 수 있다.
상기 접합부에는 상기 중량체의 저면을 지지하는 저면 지지턱과, 상기 중량체의 양단부면을 지지하는 단부 지지턱이 형성될 수 있다.
상기 연결부는 상기 플레이트부의 길이 방향으로 상호 이격 배치되는 제1,2 연결부로 구성될 수 있다.
상기 접합부와 상기 중량체는 상기 제1,2 연결부와 상기 플레이트부의 끝단 사이에 배치되는 영역에서 용접 접합될 수 있다.
상기 접합부와 상기 중량체는 양측면이 상호 접합되며, 일 측면에 적어도 6부분이 접합될 수 있다.
상기 접합부와 상기 중량체는 상기 플레이트 부의 중앙선을 기준으로 양측이 대칭되도록 용접 접합될 수 있다.
상기한 진동발생장치는 상기 플레이트부의 일면에 고정 설치되는 압전소자와, 상기 압전소자에 연결되어 전원을 공급하는 회로기판을 더 포함할 수 있다.
연결부의 외측에서 진동부재와 중량체의 용접이 이루어짐으로써 연결부로 전달되는 하중에 의한 연결부 파손을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치의 진동부재와 중량체의 용접된 부분을 설명하기 위한 설명도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치의 진동부재와 중량체의 결합방식을 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 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치의 진동부재와 중량체의 용접된 부분을 설명하기 위한 설명도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치의 진동부재와 중량체의 결합방식을 설명하기 위한 설명도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치(100)는 일예로서, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치(100)는 일예로서, 하우징(110), 진동부재(120), 압전소자(130), 중량체(140) 및 회로기판(150)을 포함하여 구성될 수 있다.
하우징(110)은 진동발생장치(100)의 외형을 형성하며, 진동부재(120), 압전소자(130) 및 중량체(140) 등이 내부에 수용될 수 있도록 내부 공간을 가진다.
이를 위해, 하우징(110)은 내부 공간을 가지며 하단부가 개방된 박스 형상의 케이스(112)와, 케이스(112)의 하단부에 조립되는 브라켓(114)을 구비할 수 있다.
한편, 케이스(112)는 직육면체 형상을 가질 수 있으며, 브라켓(114)은 플레이트 형상을 가질 수 있다. 즉, 케이스(112)의 하단부에 브라켓(114)이 조립되어 하우징(110)을 형성한다.
다만, 본 실시예에서는 하우징(110)이 직육면체 형상을 가지는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 하우징(110)은 다양한 형상으로 변형 가능할 것이다.
한편, 브라켓(114)의 양단부에는 진동부재(120)의 설치를 위한 지지부(114a)가 형성될 수 있다. 지지부(114a)는 브라켓(114)의 양단부에 각각 형성될 수 있으며, 후술할 진동부재(120)의 플레이트부(122) 양단부가 지지부(114a)에 고정 설치될 수 있다. 또한, 플레이트부(122)의 양단부는 지지부9114a)에 용접에 의해 접합될 수 있다.
여기서, 방향에 대한 용어를 정의하면, 길이 방향은 도 2에서 좌,우 방향을 의미한다. 즉, 진동부재(120)의 중앙선(C)으로부터 양단부를 향하는 방향을 의미한다. 또한, 두께 방향은 도 2에서 상,하 방향을 의미한다.
진동부재(120)는 하우징(110)에 양단부가 고정 설치된다. 한편, 진동부재(120)는 양단부가 하우징(110)에 고정 설치되는 플레이트부(122)와, 플레이트부(122)로부터 상부측으로 연장 형성되는 연결부(124) 및 연결부(124)로부터 플레이트부(122)의 길이방향으로 연장 형성되는 접합부(126)를 구비할 수 있다.
플레이트부(122)는 얇은 평판 형상을 가질 수 있으며, 양단부가 상기한 브라켓(114)의 지지부(114a)에 접합될 수 있다.
또한, 연결부(124)는 플레이트부(122)의 중앙부로부터 상부측으로 연장 형성되며, 플레이트부(122)의 길이 방향으로 상호 이격 배치되는 제1,2 연결부(124a,124b)로 이루어질 수 있다. 제1,2 연결부(124a,124b)는 플레이트부(122)의 중앙선(C)으로부터 동일한 거리로 이격 배치될 수 있다.
한편, 접합부(126)는 연결부(124)의 상부에 배치되도록 플레이트부(122)의 길이 방향으로 연장 형성된다. 즉, 접합부(126)와 플레이트부(122)는 연결부(124)에 의해 연결될 수 있다.
그리고, 접합부(126)는 대략 중량체(140)의 형상에 대응되는 형상을 가지며 접합부(126)의 내부에 중량체(140)가 삽입 배치된다.
또한, 접합부(126)에는 중량체(140)의 저면을 지지하는 저면 지지턱(126a)과, 중량체(140)의 양단부면을 지지하는 단부 지지턱(126b)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 중량체(140)가 보다 안정적으로 접합부(126)에 지지될 수 있다.
압전소자(130)는 진동부재(120)의 일면에 설치될 수 있다. 일예로서, 압전소자(130)는 진동부재(120)의 상면에 설치될 수 있다. 또한, 압전소자(130)는 진동부재(120)의 설치돌기(미도시)에 양측면이 지지되도록 진동부재(120)에 설치될 수 있다.
한편, 압전소자(130)는 전원이 공급되는 경우 변형되어 진동부재(120)가 진동되도록 하는 역할을 수행한다. 이를 위해, 압전소자(130)에는 적어도 한 쌍의 외부전극(미도시)이 구비될 수 있으며, 외부전극은 +전극과, -전극으로 구성될 수 있다.
중량체(140)는 접합부(126)에 용접에 의해 설치될 수 있다. 즉, 중량체(140)는 압전소자(130)의 상부에 배치되되 소정 간격 이격 배치되도록 접합부(126)에 설치될 수 있다.
한편, 중량체(140)는 압전소자(130)의 변형에 의해 발생되는 진동을 증폭시키는 역할을 수행하며, 이를 위해 중량체(140)는 텅스텐을 함유하는 재질로 이루어질 수 있다. 즉, 동일 체적에 중량을 증대시키기 위하여 중량이 무거운 재질로 중량체(140)가 이루어질 수 있다.
한편, 중량체(140)는 정면에서 바라볼 때, 대략 접합부(126)에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
한편, 중량체(140)와 접합부(126)는 도 3에 보다 자세하게 도시된 바와 같이 상기 제1,2 연결부(124a,124b)와 플레이트부(122)의 끝단 사이에 배치되는 영역에서 용접 접합된다.
그리고, 접합부(126)와 중량체(140)의 용접되는 부분(S)은 진동부재(120)의 중앙선(C)을 기준으로 양측이 대칭되도록 용접 접합될 수 있다.
또한, 용접되는 부분(S)은 중앙선(C)으로부터 소정 간격(a) 이격되는 부분에서 배치된 후 플레이트부(122)의 길이방향으로 끝단부 측으로 동일한 간격을 가지도록 배치될 수 있다. 그리고, 중앙선(C)으로부터 이격된 간격(a)는 대략 2 내지 6 mm 일 수 있다.
중앙선으로부터 이격된 간격(a)가 2 mm 이하인 경우 외부 충격시 연결부(124)에 가해지는 응력이 커서 연결부(124)가 파손될 수 있으며, 중앙선으로부터 이격된 간격(a)가 6 mm 이상인 경우 압전소자(130)에 의한 진동 발생 시 공진 주파수가 높아져 진동 성능이 저하된다.
따라서, 용접되는 부분(S)은 중앙선으로부터 대략 2 내지 6 mm 이격된 지점에서 배치된다.
한편, 일예로서 접합부(126)와 중량체(140)의 일 측면에 적어도 6개의 용접되는 부분(S)이 형성될 수 있다.
회로기판(150)은 압전소자(130)에 연결된다. 즉, 회로기판(150)은 일측이 압전소자(130)에 연결되며, 타측은 하우징(110)의 외부로 인출된다.
한편, 회로기판(150)은 압전소자(130)의 상면에 접합될 수 있으며, 진동부재(120)와 함께 진동될 수 있도록 회로기판(150)은 플렉시블 회로기판(FPC)으로 이루어질 수 있다.
한편, 하우징(110), 진동부재(120), 중량체(140)에는 진동 발생 시 상호 충돌에 의한 소음 발생 및 파손 방지를 위한 댐퍼부재(미도시)가 설치될 수 있다.
상기한 바와 같이, 용접되는 부분(S)이 중앙선(C)으로부터 소정 간격(a) 이격 배치됨으로써, 외부 충격 시 연결부(124)에 가해지는 충격을 완화시켜 연결부(124)의 파손을 방지할 수 있다.
다시 말해, 접합부(126)와 중량체(140)가 접착제에 의해 접촉 영역 전 부분이 접합되는 경우에는 외부 충격 시 가해지는 하중이 연결부(124)로 전달되어 연결부(124)가 파손되나, 접합되는 영역을 감소시켜 하중의 전달을 감소시킬 수 있으므로, 연결부(124)의 파손을 저감시킬 수 있는 것이다.
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 : 진동발생장치
110 : 하우징
120 : 진동부재
130 : 압전소자
140 : 중량체
150 : 회로기판

Claims (7)

  1. 내부 공간을 가지는 하우징;
    상기 하우징에 양단부가 고정 설치되는 플레이트부와, 상기 플레이트부로부터 상부측으로 연장 형성되는 연결부 및 상기 연결부로부터 상기 플레이트부의 길이방향으로 연장 형성되는 접합부를 구비하는 진동부재; 및
    상기 접합부에 용접에 의해 설치되는 중량체;
    를 포함하며,
    상기 접합부와 상기 중량체는 상기 연결부로부터 길이방향으로 상기 플레이트부의 끝단 측으로 이격된 부분으로부터 용접 접합되는 진동발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접합부에는 상기 중량체의 저면을 지지하는 저면 지지턱과, 상기 중량체의 양단부면을 지지하는 단부 지지턱이 형성되는 진동발생장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 플레이트부의 길이 방향으로 상호 이격 배치되는 제1,2 연결부로 구성되는 진동발생장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 접합부와 상기 중량체는 상기 제1,2 연결부와 상기 플레이트부의 끝단 사이에 배치되는 영역에서 용접 접합되는 진동발생장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 접합부와 상기 중량체는 양측면이 상호 접합되며, 일 측면에 적어도 6부분이 접합되는 진동발생장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 접합부와 상기 중량체는 상기 플레이트 부의 중앙선을 기준으로 양측이 대칭되도록 용접 접합되는 진동발생장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트부의 일면에 고정 설치되는 압전소자와, 상기 압전소자에 연결되어 전원을 공급하는 회로기판을 더 포함하는 진동발생장치.
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