KR20160041642A - 진동발생장치 - Google Patents

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Abstract

내부공간을 가지는 하우징과, 일단이 상기 하우징의 일단에 고정 설치되어 고정단이 되고, 타단이 자유단이 되는 제1 진동부와, 일단이 상기 하우징의 타단에 고정 설치되어 고정단이 되고 타단이 자유단이 되며 상기 제1 진동부에 대향 배치되는 제2 진동부 및 일단이 상기 제1 진동부의 자유단에 고정 설치되며 타단이 상기 제2 진동부의 자유단에 고정 설치되어 상기 제1,2 진동부에 의해 상,하로 진동되는 중량체를 포함하는 진동발생장치가 개시된다.

Description

진동발생장치{Vibrator}
본 발명은 진동발생장치에 관한 것이다.
진동발생장치는 전자기적 힘의 발생원리를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 진동으로 변환하는 부품으로서, 휴대전화 등에 탑재되어 무음 착신 알림음으로 사용되고 있다.
한편, 최근에는 압전소자를 이용한 진동발생장치가 사용되고 있으며, 이러한 진동발생장치는 압전소자에 전압을 인가하여 변위를 발생시키는 역압전효과의 원리를 이용한 것으로서, 발생된 변위로 진동자의 중량체를 움직이도록 하여 진동력을 발생시키는 원리를 이용한 장치이다.
그러나, 일반적으로 압전소자는 길이가 폭보다 긴 직육면체 형상으로 형성되며, 이러한 경우 압전소자의 길이가 길어야 변위 및 진동확보가 가능하므로, 진동발생장치의 전체 길이가 길어져, 진동발생장치의 소형화, 박형화에 제약이 따르는 문제가 있다.
일본 공개특허공보 제2012-200077호
소형화 및 박형화를 구현할 수 있는 진동발생장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치는 내부공간을 가지는 하우징과, 일단이 상기 하우징의 일단에 고정 설치되어 고정단이 되고, 타단이 자유단이 되는 제1 진동부와, 일단이 상기 하우징의 타단에 고정 설치되어 고정단이 되고 타단이 자유단이 되며 상기 제1 진동부에 대향 배치되는 제2 진동부 및 일단이 상기 제1 진동부의 자유단에 고정 설치되며 타단이 상기 제2 진동부의 자유단에 고정 설치되어 상기 제1,2 진동부에 의해 상,하로 진동되는 중량체를 포함한다.
소형화 및 박형화를 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 개략 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치의 제1 진동부 및 중량체를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 개략 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치의 중량체와 댐퍼부재를 나타내는 분해 사시도이다.
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 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치(100)는 일예로서, 하우징(110), 제1 진동부(120), 제2 진동부(130) 및 중량체(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
하우징(110)은 내부 공간을 가진다. 즉, 하우징(110)은 제1 진동부(120), 제2 진동부(130) 및 중량체(140)가 내부에 설치될 수 있도록 내부 공간을 가지도록 형성된다.
한편, 하우징(110)은 브라켓(112)과 케이스(114)로 이루어진다.
브라켓(112)은 플레이트 형상을 가지며, 양단부에 제1,2 지지판(112a,112b)을 구비할 수 있다. 제1 지지판(112a)은 2개의 절곡부로 구성되며, 2개의 제1 지지판(112a)은 소정 간격 이격 배치된다. 한편, 2개의 제1 지지판(112a) 사이에는 회로기판(미도시)의 인출시 회로기판의 안착을 위한 기판안착부(112c)가 형성된다.
또한, 제2 지지판(112b)도 2개의 절곡부로 구성되며, 2개의 제2 지지판(112b)도 소정 간격 이격 배치된다.
케이스(114)는 브라켓(112)과 함께 내부 공간을 형성하며, 브라켓(112)은 케이스(114)의 하단부에 조립된다. 한편, 케이스(114)는 직육면체 형상의 하부가 개방된 박스 형상을 가질 수 있다.
이와 같이, 하우징(110)은 내부 공간을 가지는 직육면체 형상을 가질 수 있다. 일예로서, 하우징(110)은 길이가 10 ~ 20 mm, 폭이 6 ~ 10 mm, 두께가 2.5 ~ 3 mm 의 길이를 가질 수 있다.
다만, 이에 한정되지 않고 하우징(110)의 형상을 다양한 형상 및 크기로 변형 가능할 것이다.
여기서, 길이, 폭, 두께에 대한 용어를 정의하면, 길이는 도 1에서 볼 때, X 방향을 의미하며, 폭은 도 1에서 Y 방향을 의미하고, 두께는 도 1에서 Z 방향을 의미한다.
제1 진동부(120)는 일단이 하우징(110)의 일단에 고정 설치되어 고정단이 되고, 타단이 자유단이 된다. 즉, 제1 진동부(120)는 외팔보 구조를 가진다.
한편, 제1 진동부(120)는 도 3에 보다 자세하게 도시된 바와 같이 제1 설치부재(121), 제1 진동부재(122), 제1 압전소자(123) 및 제1 스프링부재(124)를 포함한다.
제1 설치부재(121)는 플레이트 형상을 가지며, 하우징(110)에 일단이 고정 설치된다. 일예로서, 제1 설치부재(121)는 브라켓(112)의 제1 지지판(112a)에 고정 설치된다. 또한, 제1 설치부재(121)에는 제1 진동부재(122)와의 조립을 위한 조립홈(121a)이 형성될 수 있다.
그리고, 제1 진동부재(122)는 일단이 제1 설치부재(121)에 고정 설치되며, 하우징(110)의 타단측을 향하도록 배치된다. 일예로서, 제1 진동부재(122)는 길이 방향으로 배치되며 일단이 제1 설치부재(121)에 고정되고, 타단은 자유단이 된다.
한편, 제1 진동부재(122)의 일단부에는 제1 설치부재(121)에 접합되는 제1 절곡부(122a)가 형성되며, 양측면에는 제1 압전소자(123)의 양측면을 지지하는 제2 절곡부(122b)가 구비될 수 있다.
이와 같이, 제1 진동부재(122)의 일단이 고정 설치되어 고정단이 되고 타단이 자유단이 되므로, 제1 압전소자(123)의 변형 시 제1 진동부재(122)의 타단부는 진동될 수 있다.
제1 압전소자(123)는 제1 진동부재(122)의 상면에 제2 절곡부(122b)에 의해 양측면이 지지되도록 설치된다. 또한, 제1 압전소자(123)는 제1 진동부재(122)의 형상에 대응되는 바(bar) 형상을 가진다. 그리고, 제1 압전소자(123)에는 회로기판(미도시)이 연결될 수 있다.
이와 같이, 제1 압전소자(123)에 전원이 인가되는 경우 제1 압전소자(123)의 변형에 의해 제1 진동부재(122)가 진동된다. 즉, 제1 진동부재(122)는 일단이 고정되고 타단부가 상,하로 진동된다.
제1 스프링부재(124)는 제1 진동부재(122)의 타단에 설치된다. 제1 스프링부재(124)는 제1 진동부재(122)의 타단에 접합되는 제1 접합부(124a)와, 제1 접합부(124a)의 양측면으로부터 폭 방향으로 연장 형성되는 제1 탄성변형부(124b)를 구비한다. 한편, 제1 탄성변형부(124b)는 수평방향으로 꺾어지게 변형되어 중량체(140)가 상,하로 진동되도록 한다.
제2 진동부(130)는 일단이 하우징(110)의 타단에 고정 설치되어 고정단이 되고 타단이 자유단이 되며, 제1 진동부(120)에 대향 배치된다. 즉, 제2 진동부(130)도 외팔보 구조를 가지며 제1 진동부(120)와 마주보도록 하우징(110)의 내부에 배치된다.
한편, 제2 진동부(130)는 제2 설치부재(131), 제2 진동부재(132), 제2 압전소자(133) 및 제2 스프링부재(134)를 포함한다.
제2 설치부재(131)는 플레이트 형상을 가지며, 하우징(110)에 일다닝 고정 설치된다. 일예로서, 제2 설치부재(131)는 브라켓(112)의 제2 지지판(112b)에 고정 설치된다. 또한, 제2 설치부재(131)에는 제2 진동부재(132)와의 조립을 위한 조립홈(131a)이 형성될 수 있다.
그리고, 제2 진동부재(132)는 일단이 제2 설치부재(131)에 고정 설치되며, 하우징(110)의 타단측을 향하도록 배치된다. 일예로서, 제2 진동부재(132)는 길이 방향으로 배치되며 일단이 제2 설치부재(131)에 고정 설치되어 고정단이 되고 타단은 자유단이 된다. 또한, 제2 진동부재(132)는 제2 설치부재(131)의 상부에 배치되도록 제2 설치부재(131)에 고정 설치될 수 있다.
한편, 제2 진동부재(132)의 일단부에는 제2 설치부재(131)에 접합되는 제3 절곡부(132a)가 형성되며, 양측면에는 제2 압전소자(133)의 양측면을 지지하는 제4 절곡부(132b)가 구비될 수 있다.
이와 같이, 제2 진동부재(132)의 일단이 고정 설치되어 고정단이 되고 타단이 자유단이 되므로, 제2 압전소자(133)의 변형 시 제2 진동부재(132)의 타단부는 진동될 수 있다.
제2 압전소자(133)는 제2 진동부재(132)의 저면에 제4 절곡부(132b)에 의해 양측면이 지지되도록 설치된다. 다시 말해, 제2 압전소자(133)는 제1 압전소자(123)와 상호 마주보도록 제2 진동부재(132)의 저면에 설치되는 것이다.
또한, 제2 압전소자(133)도 제1 압전소자(123)와 같이 바(bar) 형상을 가진다. 그리고, 제2 압전소자(133)도 도면에는 자세하기 도시하지 않았으나, 회로기판에 연결될 수 있다.
이와 같이 제2 압전소자(133)가 제2 진동부재(132)에 설치되므로, 제2 압전소자(133)의 변형에 의해 제2 진동부재(132)가 진동된다. 즉, 제2 진동부재(132)는 일단이 고정되고 타단부가 상,하로 진동된다.
제2 스프링부재(134)는 제2 진동부재(132)의 타단에 설치된다. 제2 스프링부재(134)는 제2 진동부재(132)의 타단에 접합되는 제2 접합부(134a)와, 제2 접합부(134a)의 양측면으로부터 폭 방향으로 연장 형성되는 제2 탄성변형부(134b)를 구비한다. 한편, 제2 탄성변형부(134b)는 수평방향으로 꺾어지게 변형되어 중량체(140)가 상,하로 진동되도록 한다.
중량체(140)는 일단이 제1 진동부(120)의 자유단에 고정 설치되며, 타단이 제2 진동부(130)의 자유단에 고정 설치되어 제1,2 진동부에 의해 상,하로 진동된다.
보다 자세하게 살펴보면, 중량체(140)는 제1,2 중량체(142,144)로 이루어진다. 그리고, 제1 중량체(142)는 제1,2 진동부(120,130)의 일측에 배치되며, 제2 중량체(144)는 제1,2 진동부(120,130)의 타측에 배치된다. 즉, 제1 중량체(142)는 일단이 제1 스프링부재(124)의 일측에 고정 설치되고 타단이 제2 스프링부재(134)의 일측에 고정 설치된다. 또한, 제2 중량체(144)는 일단이 제1 스프링부재(124)의 타측에 고정 설치되고 타단이 제2 스프링부재(134)의 타측에 고정 설치된다.
한편, 제1,2 중량체(142,144)의 양단부에는 제1,2 스프링부재(124,134)에 접합되는 홀더(146)가 설치될 수 있다. 즉, 제1,2 중량체(142,144)에 설치되는 홀더(146)와 제1,2 스프링부재(124,134)가 접합될 수 있다.
또한, 제1,2 중량체(142,144)의 양단부에는 홀더(146)의 설치를 위한 단차부(142a,144a)가 형성될 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치(100)의 작동에 대하여 설명하기로 한다.
제1 진동부(120)의 제1 압전소자(123)에 전원이 인가되면, 제1 압전소자(123)의 변형에 의해 제1 진동부재(122)의 타단이 상,하로 진동된다. 그리고, 제1 진동부재(122)의 타단에 설치되는 제1 스프링부재(124)도 제1 진동부재(122)와 함께 상,하로 진동된다.
한편, 제1 진동부(120)만이 진동발생장치(100)에 구비되고 중량체(140)가 제1 진동부(120)의 제1 스프링부재(124)에 설치되는 경우 중량체(140)는 상,하 방향으로 진동되는 것이 아니라, 회동하는 동작을 한다. 이러한 경우 중량체(140)의 상,하 방향 움직임이 균일하지 못하여 진동량 저하의 원인이 된다.
하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치(100)는 제1 진동부(120)와 제2 진동부(130)가 마주보도록 배치되고 제1,2 스프링부재(124,134)가 중량체(140)가 상,하 방향으로 진동되도록 하는 역할을 수행한다.
즉, 제1 진동부(120)의 일단이 하우징(110)의 일단에 고정 설치되어 고정단이 되고 타단이 하우징(110)의 타단에 배치되어 자유단이 된다. 그리고, 제2 진동부(120)의 일단이 하우징(110)의 타단에 고정 설치되어 고정단이 되고 타단이 하우징(110)의 일단에 배치되어 자유단이 된다. 이와 같이 배치되는 제1,2 진동부(120,130)에 중량체(140)가 설치된다.
따라서, 중량체(140)가 수직방향으로 원활하게 진동되도록 함으로써 진동량 저하를 방지할 수 있다.
결국, 마주보도록 배치되는 제1,2 진동부(120,130)로부터 진동이 발생되도록 함으로써 소형화, 박형화를 구현할 수 있다.
한편, 제1,2 진동부(120,130)와 중량체(140)에 의한 공진주파수는 대략 150 ~ 250 Hz일 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 상기에서 설명한 구성요소에 대해서는 상기에서 사용한 도면부호를 사용하여 도면에 도시하고 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 개략 사시도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치의 중량체와 댐퍼부재를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치(200)는 하우징(110), 제1 진동부(120), 제2 진동부(130), 중량체(240) 및 댐퍼부재(250)를 포함한다.
한편, 하우징(110), 제1,2 진동부(120,130)는 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소이므로, 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
중량체(240)는 제1,2 중량체(242,244)로 구성될 수 있으며, 중량체(240)의 양단부는 제1,2 스프링부재(124,134)에 직접 고정 설치된다. 즉, 제1,2 중량체(242,244)는 상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치(100)의 홀더(146)에 의하지 않고 직접 제1,2 스프링부재(124,134)에 고정 설치될 수 있다.
한편, 제1,2 중량체(242,244)의 상,하면 양단부에는 댐퍼부재(250)가 삽입 설치되는 설치홈(242a,244a)이 형성될 수 있다.
댐퍼부재(250)는 제1,2 중량체(242,244)의 설치홈(242a,244a)에 고정 설치되어 제1,2 중량체(242,244)의 진동 시 발생되는 제1,2 중량체(242,244)와 하우징(110)의 접촉에 의한 소음 발생을 방지한다.
나아가, 댐퍼부재(250)는 외부 충격 시 가해지는 충격량을 흡수하여 제1,2 중량체(242,244) 및 하우징(110)의 파손을 방지한다.
일예로서, 댐퍼부재(250)는 정육면체 형상을 가지며, 제1,2 중량체(242,244)에 각각 4개가 설치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 댐퍼부재(250)의 형상 및 개수는 변형 가능할 것이다.
또한, 본 실시예에서는 댐퍼부재(250)가 제1,2 중량체(242,244)의 상면 및 하면에 설치되는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 댐퍼부재(250)는 제1,2 중량체(242,244)의 양측면 및 양단부면에 설치될 수도 있을 것이다.
상기한 바와 같이, 댐퍼부재(250)를 통해 소음 발생 및 파손을 방지할 수 있다.
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 : 진동발생장치
110 : 하우징
120 : 제1 진동부
130 : 제2 진동부
140, 240 : 중량체
250 : 댐퍼부재

Claims (11)

  1. 내부공간을 가지는 하우징;
    일단이 상기 하우징의 일단에 고정 설치되어 고정단이 되고, 타단이 자유단이 되는 제1 진동부;
    일단이 상기 하우징의 타단에 고정 설치되어 고정단이 되고 타단이 자유단이 되며, 상기 제1 진동부에 대향 배치되는 제2 진동부; 및
    일단이 상기 제1 진동부의 자유단에 고정 설치되며, 타단이 상기 제2 진동부의 자유단에 고정 설치되어 상기 제1,2 진동부에 의해 상,하로 진동되는 중량체;
    를 포함하는 진동발생장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 진동부는
    상기 하우징의 일단에 고정 설치되는 제1 설치부재;
    일단이 상기 제1 설치부재에 고정 설치되며, 상기 하우징의 타단측을 향하도록 배치되는 제1 진동부재;
    상기 제1 진동부재의 상면에 고정 설치되는 제1 압전소자; 및
    상기 제1 진동부재의 타단에 설치되는 제1 스프링부재;
    를 구비하는 진동발생장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 진동부는
    상기 하우징의 타단에 고정 설치되는 제2 설치부재;
    일단이 상기 제2 설치부재에 고정 설치되며, 상기 하우징의 일단측을 향하도록 배치되는 제2 진동부재;
    상기 제2 진동부재의 상면에 고정 설치되는 제2 압전소자; 및
    상기 제2 진동부재의 타단에 고정 설치되는 제2 스프링부재;
    를 구비하는 진동발생장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 중량체는 상기 제1 스프링부재에 일단이 고정 설치되고, 상기 제2 스프링부재에 타단이 고정 설치되며,
    상기 제1,2 압전소자는 상호 마주보고 배치되는 진동발생장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 스프링부재는 상기 제1 진동부재의 타단에 접합되는 제1 접합부, 상기 제1 접합부의 양측면으로부터 폭 방향으로 연장 형성되는 제1 탄성변형부를 구비하며,
    상기 제2 스프링부재는 상기 제2 진동부재의 타단에 접합되는 제2 접합부, 상기 제2 접합부의 양측면으로부터 폭 방향으로 연장 형성되는 제2 탄성변형부를 구비하는 진동발생장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 진동부재는 일단부에 상기 제1 설치부재에 접합되는 제1 절곡부 및 상기 제1 압전소자의 양측면을 지지하기 위한 제2 절곡부를 구비하며,
    상기 제2 진동부재는 일단부에 상기 제2 설치부재에 접합되는 제3 절곡부 및 상기 제2 압전소자의 양측면을 지지하기 위한 제4 절곡부를 구비하는 진동발생장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 중량체의 양단부에 고정 설치되어 상기 제1,2 스프링부재와 연결되는 복수개의 홀더를 더 포함하는 진동발생장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 중량체의 양단부에는 상기 홀더의 설치를 위한 단차부가 형성되는 진동발생장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 중량체의 상,하면 양단부측 중 어느 하나에는 댐퍼부재가 설치되는 진동발생장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 제1,2 진동부의 접합을 위한 제1,2 지지판을 구비하는 브라켓과, 상기 브라켓에 조립되어 밀폐 공간을 형성하는 케이스를 구비하는 진동발생장치.
  11. 내부공간을 가지는 하우징;
    일단이 상기 하우징의 일단에 고정 설치되어 고정단이 되고, 타단이 자유단이 되는 제1 진동부;
    일단이 상기 하우징의 타단에 고정 설치되어 고정단이 되고 타단이 자유단이 되며, 상기 제1 진동부에 대향 배치되는 제2 진동부; 및
    일단이 상기 제1 진동부의 자유단에 배치되는 제1 스프링부재에 고정 설치되며, 타단이 상기 제2 진동부의 자유단에 배치되는 제2 스프링부재에 고정 설치되어 상기 제1,2 진동부에 의해 상,하로 진동되는 중량체;
    를 포함하며,
    상기 제1 진동부는 제1 압전소자를 구비하며, 제2 진동부는 제2 압전소자를 구비하는 진동발생장치.
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