KR102179265B1 - Sound wave vibration heating mat having sound wave actuator - Google Patents
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Abstract
Description
음파진동온열매트에 관한 것으로, 보다 구체적으로 음파진동기를 갖는 음파진동온열매트에 관한 것이다. It relates to a sonic vibration heating mat, and more specifically to a sonic vibration heating mat having a sonic vibrator.
현대사회는 직장생활 및 일상생활 속의 다양한 스트레스로 인하여 근육 경직, 만성피로, 근육 경련과 같은 다양한 질병에 시달리고 있다. 이러한 근육의 경직 및 신경의 피로를 해소하기 위하여 최근 마사지를 받는 인구가 증가하고 있다. 종래의 마사지는 사람이 직접 손 또는 도구를 이용하여 신체의 일부를 가압하는 방식으로 이루어졌다. Modern society suffers from various diseases such as muscle stiffness, chronic fatigue, and muscle spasms due to various stresses in work and daily life. In order to relieve such muscle stiffness and nerve fatigue, the number of people receiving massage is increasing. Conventional massage is performed in such a way that a person directly presses a part of the body using a hand or a tool.
마사지를 받는 인구가 점차 증가함에 따라 사람이 아닌 기계를 이용하여 마사지를 수행할 수 있는 다양한 마사지 기계가 개발되고 있다. 마사지 기계의 예로는 안마의자, 종아리 안마기, 발 안마기 등을 포함할 수 있다. 이러한 마사기 기계는 일반적으로 모터 또는 액추에이터에 의한 진동 방식이 사용된다.As the number of people receiving massage gradually increases, various massage machines that can perform massage using machines other than humans have been developed. Examples of the massage machine may include a massage chair, a calf massage, a foot massage, and the like. In general, such a massaging machine uses a vibration method by a motor or an actuator.
종래에는 마사지 기계에만 모터 또는 액추에이터가 적용되었으나, 최근에는 침대의 매트릭스에도 마사지 장치가 설치되는 추세이다. 그러나, 종래의 모터 및 액추에이터는 사람의 신체에 충분한 압력 또는 진동을 가하기 위하여 일정 크기 이상으로 제조되었기 때문에, 매트릭스 내에 삽입되기 어려운 문제점이 있었다. Conventionally, a motor or an actuator has been applied only to a massage machine, but recently, a massage device is also installed in a matrix of a bed. However, since conventional motors and actuators are manufactured to have a predetermined size or more to apply sufficient pressure or vibration to a human body, there is a problem that it is difficult to be inserted into a matrix.
또는, 종래의 진동매트장치의 경우 매트릭스에 작은 모터 또는 액추에이터를 삽입하였으나, 작은 모터에 의해 생성되는 진동의 크기가 매우 작은 문제점이 있었다. 작은 모터에 의해 생성된 진동의 경우, 진동의 크기가 세지 않아 매트릭스의 탄성으로 인하여 매트릭스 상에 누워있는 사용자에게 전달되지 않는 문제점이 있었다.Alternatively, in the case of a conventional vibration mat device, a small motor or actuator is inserted into the matrix, but there is a problem in that the magnitude of vibration generated by the small motor is very small. In the case of vibration generated by a small motor, the magnitude of the vibration is not strong, and thus there is a problem that the vibration is not transmitted to the user lying on the matrix due to the elasticity of the matrix.
음파 액추에이터를 포함하는 음파진동온열매트를 제공하는 데에 있다. 또한, 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.It is to provide a sonic vibration heating mat including a sonic actuator. Further, it is not limited to the technical problems as described above, and another technical problem may be derived from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 음파진동온열매트는 사용자의 신체를 떠받치기 위한 쿠션패널; 상기 쿠션패널의 상면에 배치되어 열을 발생시키는 전열판; 및 상기 쿠션패널에 내장되어 상기 쿠션패널을 진동시키는 적어도 하나의 음파진동기를 포함하고, 상기 적어도 하나의 음파진동기는 보이스코일에 의해 자기력선의 방향이 가변되는 자기장이 생성됨에 따라, 상기 자기장 내에 위치하는 영구자석 및 자석고정브라켓이 상하로 움직임으로써 상기 쿠션패널의 진동을 발생시키는 음파진동방식으로 진동을 발생시킨다.A sound wave vibration heating mat according to an embodiment of the present invention includes a cushion panel for supporting a user's body; A heat transfer plate disposed on an upper surface of the cushion panel to generate heat; And at least one acoustic vibrator built in the cushion panel to vibrate the cushion panel, wherein the at least one acoustic vibrator is located in the magnetic field as a magnetic field in which a direction of a magnetic force line is changed is generated by a voice coil. As the permanent magnet and the magnet fixing bracket move up and down, vibration is generated by a sonic vibration method that generates vibration of the cushion panel.
본 발명의 일 실시예에 따른 음파진동온열매트는 상기 적어도 하나의 음파진동기의 보이스코일에 입력되는 교류 타입의 전류의 크기 및 주파수를 제어함으로써 상기 적어도 하나의 음파진동기의 진동의 세기 및 주파수를 조절하는 컨트롤박스를 더 포함하고, 상기 컨트롤박스는 음원정보를 수신하고, 상기 수신된 음원정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 음파진동기를 제어한다. The acoustic vibration heating mat according to an embodiment of the present invention controls the intensity and frequency of vibration of the at least one acoustic vibrator by controlling the magnitude and frequency of the AC type current input to the voice coil of the at least one acoustic vibrator. The control box further comprises a control box, wherein the control box receives sound source information, and controls the at least one sound wave vibrator based on the received sound source information.
상기 음파진동기는 외주면에 권취홈이 형성된 원통 형상의 보빈; 상기 보빈의 권취홈에 권취되는 보이스코일; 리벳 형태로 형성되어 상기 보빈의 중공에 삽입되는 자석고정브라켓; 링 형태로 상기 자석고정브라켓의 바디 부분에 끼워짐으로써 상기 보빈의 내주면과 상기 자석고정브라켓의 외주면 사이에 위치하고 상기 보빈의 중공 내에 자기장을 형성하는 영구자석; 및 복수 개의 스포크가 회오리 형태로 배열된 바퀴 형태로 상기 보빈의 상면 및 하면에 위치하는 복수 개의 회오리형 판스프링을 포함하고, 상기 영구자석 및 상기 자석고정브라켓의 상하 움직임에 의하여 상기 회오리형 판스프링이 상하로 움직이고, 상기 회오리형 판스프링의 상하 움직임의 폭이 상기 복수 개의 스포크의 회오리 형태에 의하여 상기 각 스포크의 외측에서 중심측으로 갈수록 증가함으로써 상기 회오리형 판스프링의 진동이 증폭된다. The sonic vibrator includes a cylindrical bobbin having a winding groove formed on an outer peripheral surface thereof; A voice coil wound around the winding groove of the bobbin; A magnet fixing bracket formed in a rivet shape and inserted into the hollow of the bobbin; A permanent magnet positioned between the inner circumferential surface of the bobbin and the outer circumferential surface of the magnet fixing bracket by being fitted in the body part of the magnet fixing bracket in a ring shape and forming a magnetic field in the hollow of the bobbin; And a plurality of tornado leaf springs positioned on the upper and lower surfaces of the bobbin in the form of a wheel in which a plurality of spokes are arranged in a tornado shape, and the tornado leaf spring by vertical movement of the permanent magnet and the magnet fixing bracket The up-and-down motion of the tornado leaf spring increases from the outside to the center of the spokes due to the tornado shape of the plurality of spokes, thereby amplifying the vibration of the tornado leaf spring.
상기 회오리형 판스프링은 링 형태로 상기 보빈과 상기 액추에이터 하우징 사이에서 고정되는 림; 링 형태로 상기 회오리형 판스프링의 중심측에 배치되고 상기 자석고정브라켓과 결합되는 중심링; 및 활꼴 형태로 상기 림과 상기 중심링을 연결하고 상기 림과 중심링 사이에 회오리 형태로 배열되는 3 개의 스포크를 포함하고, 상기 3 개의 스포크 각각은 상기 중심링과 연결되는 지점과 상기 림과 연결되는 지점 사이의 각도가 120°이다. The tornado leaf spring is a rim fixed between the bobbin and the actuator housing in a ring shape; A center ring disposed at the center side of the tornado leaf spring in a ring shape and coupled to the magnet fixing bracket; And three spokes that connect the rim and the center ring in a bow shape and are arranged in a tornado shape between the rim and the center ring, and each of the three spokes is connected to a point connected to the center ring and the rim. The angle between the points is 120°.
상기 보빈의 중공의 내주면에 상기 보빈의 상면으로부터 상기 보빈의 하면까지 연결되어 공기가 흐르는 내부홈이 형성되고, 상기 영구자석 및 상기 자석고정브라켓이 상기 보빈의 중공 내에서 상하로 움직일 때 상기 영구자석 및 상기 자석고정브라켓 위아래의 공기가 상기 내부홈을 통하여 흐르게 됨으로써, 상기 영구자석 및 상기 자석고정브라켓이 상기 보빈의 중공 내에서 공기저항을 받지 않는다. An inner groove is formed on the inner circumferential surface of the hollow of the bobbin from the upper surface of the bobbin to the lower surface of the bobbin so that air flows, and when the permanent magnet and the magnet fixing bracket move up and down in the hollow of the bobbin, the permanent magnet And the air above and below the magnet fixing bracket flows through the inner groove, so that the permanent magnet and the magnet fixing bracket do not receive air resistance in the hollow of the bobbin.
상기 내부홈은 상기 보빈의 내주면에서 상기 보빈의 상면으로부터 하면까지 나선형으로 형성되고, 상기 나선형으로 형성된 내부홈은 상기 보빈의 내주면을 한바퀴 회전하도록 형성된다. The inner groove is formed in a spiral form from an upper surface to a lower surface of the bobbin on the inner circumferential surface of the bobbin, and the spirally formed inner groove is formed to rotate the inner circumferential surface of the bobbin once.
상기 보빈의 측면에 외주면과 내주면을 관통하고, 상기 보빈의 중공을 흐르는 공기가 배출되는 배기구가 형성되고, 상기 영구자석 및 상기 자석고정브라켓이 상기 보빈의 중공 내에서 상하로 움직일 때 상기 영구자석 및 상기 자석고정브라켓에 의해 압축되는 상기 보빈의 중공 내의 공기가 상기 배기구를 통하여 상기 보빈의 외부로 배출된다.An exhaust port through which air flowing through the hollow of the bobbin is discharged is formed on the side surface of the bobbin, and when the permanent magnet and the magnet fixing bracket move up and down in the hollow of the bobbin, the permanent magnet and Air in the hollow of the bobbin compressed by the magnet fixing bracket is discharged to the outside of the bobbin through the exhaust port.
음파진동온열매트는 적어도 하나의 전열판 및 적어도 하나의 음파진동기를 포함하고, 전열판은 열은 발생시키고 음파진동기는 진동을 발생시킨다. 여기에서, 음파진동온열매트는 모터에 의한 진동이 아닌 음파진동기를 이용하여 진동을 발생시킨다. 음파진동기는 영구자석의 자기장 내에 위치하는 보이스코일에 전류를 인가하여 영구자석의 상하 움직임에 의한 음파 진동으로 변환하는 방식으로 진동을 발생시킨다. 음파진동기에 의해 발생된 진동은 음파진동온열매트 위에 누운 사용자에게 전달되고, 사용자의 심신을 이완시킬 수 있다. The sonic vibration heating mat includes at least one heat transfer plate and at least one sonic vibrator, and the heat transfer plate generates heat and the sonic vibrator generates vibration. Here, the sonic vibration heating mat generates vibration using a sonic vibrator rather than vibration caused by a motor. The sonic vibrator generates vibration by applying current to the voice coil located in the magnetic field of the permanent magnet and converting it into sound wave vibration caused by the vertical movement of the permanent magnet. The vibration generated by the sonic vibrator is transmitted to the user lying on the sonic vibrating heating mat, and the user's mind and body can be relaxed.
또한, 음파진동온열매트는 상술한 바와 같이 음파진동방식으로 진동을 발생시키는 음파액추에이터를 이용하여 진동을 발생시키고, 이러한 음파액추에이터는 기존의 모터와 비교하여 작은 크기로도 큰 진동을 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 얇은 매트에도 음파액추에이터를 삽입할 수 있고, 얇은 매트에서도 매트 위에 누워있는 사용자의 신체를 마사지 할 수 있다. 음파진동온열매트는 음파진동방식으로 진동을 발생시킴에 따라 모터의 회전소리, 기어소리 등과 같은 기계적인 소음 없이 사용자의 신체를 진동시켜 마사지할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 소음없이 마사지를 받을 수 있다. In addition, the sonic vibration heating mat generates vibration by using a sonic actuator that generates vibration in a sonic vibration method as described above, and such a sonic actuator can generate large vibration with a small size compared to the conventional motor. . Accordingly, a sound wave actuator can be inserted into a thin mat, and a user's body lying on the mat can be massaged even on a thin mat. As the sonic vibration heating mat generates vibration through the sonic vibration method, the user's body can be vibrated and massaged without mechanical noise such as the sound of rotation of the motor or the sound of gears. Accordingly, the user can receive a massage without noise.
이에 더하여, 음파 액추에이터는 보빈의 중공 내에서 상하로 움직이는 영구자석 및 자석고정브라켓에 따라 상하로 움직이는 회오리형 판스프링을 포함하고, 회오리형 판스프링은 활 형태의 복수 개의 스포크를 포함하고, 복수 개의 스포크가 회오리형 판스프링의 림과 중심링 사이에 회오리 형태로 배열됨으로써, 회오리형 판스프링의 중심링의 최대 가동 거리가 증가된다. 상술한 바와 같이 회오리형 판스프링의 중심링의 최대 가동 거리가 증가됨에 따라 음파 액추에이터가 더 강한 진동을 생성할 수 있고, 판스프링의 내구성이 향상된다. In addition, the sonic actuator includes a permanent magnet moving up and down in the hollow of the bobbin and a tornado plate spring that moves up and down according to the magnet fixing bracket, and the tornado plate spring includes a plurality of spokes in the form of a bow, and a plurality of Since the spokes are arranged in a tornado shape between the rim and the center ring of the tornado leaf spring, the maximum movable distance of the center ring of the tornado leaf spring is increased. As described above, as the maximum movable distance of the center ring of the tornado-type leaf spring increases, the sonic actuator can generate stronger vibrations and the durability of the leaf spring is improved.
추가적으로, 음파 액추에이터의 보빈은 외주면에 보이스코일이 권취되는 귄취홈이 형성되어 있고, 보빈의 내주면에는 공기가 흐르는 내부홈이 보빈의 상면부터 하면까지 형성된다. 보빈의 중공 내에서 영구자석 및 자석고정브라켓이 상하로 움직일 때 영구자석 및 자석고정브라켓의 상하의 공기가 내부홈을 통하여 흐름으로써 영구자석 및 자석고정브라켓이 공기저항에 영향을 받지 않고, 보빈의 중공 내에서 영구자석 및 자석고정브라켓의 상하 움직임의 속도가 느려지지 않는다. 보빈의 중공 내에서 영구자석 및 자석고정브라켓이 공기저항을 받지 않아 빠르게 움직임에 따라 동일한 전류를 보이스코일에 공급하더라도 종래의 음파 액추에이터보다 강한 진동을 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 음파 액추에이터의 에너지 효율이 향상된다.In addition, the bobbin of the sonic actuator has a winding groove in which the voice coil is wound on an outer circumferential surface of the bobbin, and an inner groove through which air flows is formed from the top to the bottom of the bobbin. When the permanent magnet and the magnet fixing bracket move up and down in the hollow of the bobbin, the air above and below the permanent magnet and the magnet fixing bracket flows through the inner groove, so that the permanent magnet and the magnet fixing bracket are not affected by air resistance, and the bobbin is hollow. The speed of the vertical movement of the permanent magnet and the magnet fixing bracket is not slowed within. Since the permanent magnet and the magnet fixing bracket are not subject to air resistance in the hollow of the bobbin, even if the same current is supplied to the voice coil as they move rapidly, stronger vibration than the conventional sonic actuator can be generated. Accordingly, the energy efficiency of the acoustic actuator is improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음파 액추에이터를 포함하는 음파진동온열매트를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 음파진동온열매트의 분해도이다.
도 3은 도 2에 도시된 음파진동기의 분해도이다.
도 4는 도 3에 도시된 음파 액추에이터의 분해도이다.
도 5는 도 4에 도시된 회오리형 판 스프링을 도시한 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 보빈을 도시한 도면이다.1 is a view showing a sound wave vibration heating mat including a sound wave actuator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded view of the sonic vibration heating mat shown in FIG. 1.
3 is an exploded view of the sonic vibrator shown in FIG. 2.
4 is an exploded view of the acoustic actuator shown in FIG. 3.
5 is a view showing a tornado leaf spring shown in FIG. 4.
6 is a diagram illustrating the bobbin shown in FIG. 4.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예들은 음파진동기를 포함하는 음파진동온열매트에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 실시예는 종래의 액추에이터보다 진동 세기 및 내구성이 향상된 액추에이터에 관한 것이다. 본 발명의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 이하에서 설명될 “음파 액추에이터”는 스피커와 유사한 방식으로 영구자석, 보이스 코일 및 보빈을 이용하여 진동판의 진동을 발생시키는 장치임을 이해할 수 있다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Embodiments of the present invention relate to a sonic vibration heating mat including a sonic vibrator. More specifically, an embodiment of the present invention relates to an actuator having improved vibration intensity and durability than a conventional actuator. To those of ordinary skill in the art to which the embodiments of the present invention belong, the “sound wave actuator” to be described below is a device that generates vibration of a diaphragm using a permanent magnet, a voice coil, and a bobbin in a manner similar to that of a speaker. I can understand.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음파 액추에이터를 포함하는 온열진동매트를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 음파진동온열매트의 분해도이다. 도 1 및 2를 참고하면, 음파진동온열매트(1)는 커버(11), 적어도 하나의 전열판(12), 온도센서(13), 쿠션패널(14), 적어도 하나의 음파진동기(20) 및 컨트롤박스(15)를 포함한다. 커버(11)는 하면이 개방된 직육면체 케이스로서, 내부에 전열판(12), 온도센서(13), 쿠션패널(14), 적어도 하나의 음파진동기(20), 및 컨트롤박스(15)가 배치된다. 사용자의 신체와 접촉하는 커버(11)의 상면은 인조가죽, 천연가죽 등으로 제조될 수 있다.FIG. 1 is a view showing a thermal vibration mat including a sonic actuator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded view of the sonic vibration thermal mat shown in FIG. 1. 1 and 2, the sonic
전열판(12)은 열을 발생시키는 사각형 평판 형태로 형성된다. 전열판(12)은 사각형 평판과 사각형 평판 내부에 내장된 열선을 포함한다. 열선은 열을 발생시키는 전선이다. 일반적으로 전열판(12)은 열선에서 발생된 열을 잘 전달하기 위하여 열전도도가 높은 금속으로 제조된다. 온도센서(13)는 전열판(12)의 하부에 배치되고, 전열판(12)의 온도를 감지한다. The
쿠션패널(14)은 사용자의 신체를 떠받친다. 쿠션패널(14)에는 적어도 하나의 음파진동기(20)가 내장된다. 쿠션패널(14)은 전열판(12)과 음파진동기(20) 사이에 배치되는 상부 쿠션패널(141)과 음파진동기(20)를 감싸는 하부 쿠션패널(142)을 포함한다. 상부 쿠션패널(141)은 직사각형 평판 형태로 형성되고 전열판(12)의 하부에 위치한다. 하부 쿠션패널(142)은 중심부에 적어도 하나의 음파진동기(20)가 삽입되는 적어도 하나의 삽입홈이 형성되고 직사각형 평판 형태로 형성된다. 하부 쿠션패널(142)은 상부 쿠션패널(141)의 하부에 위치한다. 하부 쿠션패널(142)은 중심부의 삽입홈()에 삽입된 음파진동기(20)를 고정한다. 상부 쿠션패널(141) 및 하부 쿠션패널(142)은 우레탄 폼, 발포 폴리프로필렌(EPP, expanded polypropylene) 등과 같은 소재로 제조될 수 있다. The
음파진동기(20)는 원판 형태로 형성되고, 하부 쿠션패널(142)의 삽입홈에 삽입되어 상기 쿠션패널(141)을 진동시킨다. 음파진동기(20)는 영구자석(217)에서 발생된 자계 내에 위치하는 보이스코일(219)에 인가되는 교류 타입의 전기적 신호를 보이스코일(219)의 상하 운동에 의한 진동으로 변환하는 음파진동방식으로 진동을 발생시킨다. 보다 구체적으로, 음파진동기(20)는 음파진동기(20)에 포함된 보이스코일(219)에 교류 타입의 전류를 입력하고, 보이스코일(219)에 교류 타입의 전류가 입력됨에 따라 보이스코일(219)은 자기력선의 방향이 가변되는 자기장을 생성한다. 보이스코일(219)에 의해 생성된 자기장 내에 위치하는 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)은 자기력선의 방향이 가변됨에 따라 자기장 내에서 상하로 반복적으로 움직인다. 상술한 내용을 종합하면, 음파진동기(20)는 보이스코일(219)에 의해 자기력선의 방향이 가변되는 자기장이 생성됨에 따라, 이러한 자기장 내에 위치하는 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 상하로 움직임에 따라 진동을 발생시키는 음파진동방식으로 쿠션패널(14)의 진동을 발생시킨다. 바람직한 실시예에 따르면, 보이스코일(219)에 입력되는 교류 전류의 실효값은 30~50V이고, 주파수는 2~10Hz이다. 음파진동기(20)에 대하여는 이하에서 상세하게 설명하기로 한다. The
컨트롤박스(15)는 음파진동온열매트(1)의 동작을 제어한다. 컨트롤박스(15)는 전열판(12)에 내장된 열선의 온오프를 제어하여 음파진동온열매트(1)의 온도를 제어함과 동시에, 음파진동기(20)의 보이스코일(219)에 공급되는 전류의 세기 및 주파수를 제어하여 음파진동기(20)가 발생시키는 진동의 세기 및 진동 주파수를 제어한다. The
보다 구체적으로, 컨트롤박스(15)는 온도센서(13)에 의해 감지된 온도 값을 수신하고, 수신된 온도 값에 기초하여 전열판(12)의 열선의 온오프를 제어한다. 컨트롤박스(15)는 음파진동기(20)의 보이스코일(219)에 입력되는 교류 타입의 전류의 크기 및 주파수를 제어한다. 컨트롤박스(15)는 조절하여 음파진동기(20)가 생성하는 진동의 세기 및 진동 주파수를 조절할 수 있다. 컨트롤박스(15)는 리모트 컨트롤러(16) 또는 입력모듈을 통하여 입력된 명령에 따라 전열판(12)의 온도 및 음파진동기(20)가 발생시키는 진동의 세기 및 진동 주파수를 제어한다. More specifically, the
컨트롤박스(15)는 입력모듈 또는 통신모듈을 통하여 음원정보를 수신할 수 있다. 컨트롤박스(15)는 수신된 음원정보에 기초하여 음파진동기(20)의 동작을 제어하는 제어신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤박스(15)는 수신된 음원정보로부터 음원의 주파수 및 음원의 소리 크기를 추출하고, 추출된 음원의 주파수와 동일한 주파수의 주파수와 음원의 소리 크기와 비례하는 세기를 갖는 교류 전류를 생성한다. 컨트롤박스(15)는 생성된 교류 전류를 음파진동기(20)의 보이스코일(219)에 입력함으로써, 음파진동기(20)가 수신된 음원정보와 연계된 주파수 및 세기를 갖는 진동을 생성하게 한다. 이에 따라, 음파진동온열매트(1) 상에 누워있는 사용자에게 음악과 마사지를 제공할 수 있다.The
본 발명의 실시예들에 따른 음파진동온열매트(1)는 상술한 구성요소 외에 음파진동온열매트(1)의 온도 및 진동을 입력하기 위한 리모트 컨트롤러(16), 리모트 컨트롤러(16)가 보관되는 리모트 컨트롤러 거치대(17), 음원정보, 진동의 세기 및 주파수 등을 입력할 수 있는 입력모듈, 스마트폰과 같은 사용자 디바이스와 무선 통신할 수 있는 통신모듈 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 도면에 도시되어 있지 않으나, 음파진동온열매트(1)의 각 구성요소에 구동전원을 공급하는 전원부(미도시)를 더 포함한다. 이와 같이, 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 구성요소에 대한 상세한 설명은 본 실시예의 특징이 흐려지는 것을 방지하기 위하여 생략하기로 한다. The sonic
도 3은 도 2에 도시된 음파진동기의 분해도이다. 도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 음파진동온열매트(1)에 포함된 음파진동기(20)는 케이스(22), 및 음파 액추에이터(21)를 포함한다. 음파진동기(20)의 케이스(22)는 내부에 수용공간이 형성된 원판 형상으로, 상부 케이스(22) 및 하부 케이스(22)로 구성된다. 상부 케이스(22)는 하면이 개방된 원판 형상으로 내부에 음파 액추에이터(21)가 위치된다. 상부 케이스(22)는 내부에 위치된 음파 액추에이터(21)의 진동에 따라 상부 케이스(22)의 상면이 위아래로 움직이면서 진동을 증폭시킨다. 3 is an exploded view of the sonic vibrator shown in FIG. 2. Referring to FIG. 3, the
하부 케이스(22)는 상면이 개방된 원판 형상으로 내부에 음파 액추에이터(21)가 위치된다. 하부 케이스(22) 내부에는 음파 액추에이터(21)가 고정되는 복수 개의 돌기()들을 포함한다. 하부 케이스(22)는 하부 케이스(22)의 개방된 상면이 위로 향한 상태로 상부 케이스(22)의 개방된 하면으로 삽입되는 방식으로 결합된다. 상부 케이스(22)와 하부 케이스(22)는 결합되어 상면과 하면이 폐쇄된 원판이 된다. The
음파진동기(20)의 상부 케이스(22)의 상면과 하부 케이스(22)의 하면이 스피커의 진동판처럼 음파 액추에이터(21)의 회오리형 판스프링(214)의 상하 움직임에 따라 진동한다. The upper surface of the
도 4는 도 3에 도시된 음파 액추에이터의 분해도이다. 도 4를 참고하면, 음파 액추에이터(21)는 스펀지(211), 액추에이터 하우징(212), 고무패킹(213), 회오리형 판스프링(214), 자석고정브라켓(215), 자석 보호 플레이트(216), 영구자석(217), 보빈(218), 및 보이스코일(219)을 포함한다. 본 발명의 실시예들에 따른 음파 액추에이터(21)는 상술한 구성요소 외에 볼트, 너트, 와셔, 패킹 등과 같이 액추에이터를 구성하는 일반적인 구성요소를 더 포함할 수 있다. 4 is an exploded view of the acoustic actuator shown in FIG. 3. Referring to FIG. 4, the
스펀지(211)는 음파진동기(20)의 케이스(22) 및 음파 액추에이터(21)의 액추에이터 하우징(212) 사이에 배치되고, 음파 액추에이터(21)가 진동할 때 케이스(22) 및 액추에이터 하우징(212) 사이에서 충격을 완화한다. 스펀지(211)는 상부 케이스(22)의 하면과 액추에이터 하우징(212)의 상면 사이에 배치되는 상면 스펀지 및 하부 케이스(22)의 상면과 액추에이터 하우징(212)의 하면 사이에 배치되는 하면 스펀지를 포함한다. 상술한 바와 같이, 스펀지(211)는 액추에이터 하우징(212)의 상면과 하면에 배치되어 음파 액추에이터(21)가 음파진동기(20) 내부에서 수직 방향으로 진동할 때 액추에이터 하우징(212)과 음파진동기(20)의 케이스(22) 사이에서 충격을 완충하여 파손되는 것을 방지할 수 있다. The
액추에이터 하우징(212)은 내부에 수용공간이 구비된 원기둥 형태로서, 원형인 밑면의 반지름이 원기둥의 높이보다 길다. 액추에이터 하우징(212) 내부에 음파 액추에이터(21)의 주요 구성요소인 고무패킹(213), 회오리형 판스프링(214), 자석고정브라켓(215), 자석 보호 플레이트(216), 영구자석(217), 보빈(218), 및 보이스코일(219)이 위치한다. 액추에이터 하우징(212)은 상면이 개방된 원통 형태의 액추에이터 바디(2122) 및 원판 형태로서 액추에이터 바디(2122)의 개방된 상면에 결합되는 액추에이터 캡(2121)으로 구성된다. The
고무패킹(213)은 링 형태로 형성되고, 액추에이터 하우징(212)과 회오리형 판스프링(214) 사이에 위치한다. 고무패킹(213)은 고무 소재로 제조된다. 고무패킹(213)은 액추에이터 하우징(212)과 회오리형 판스프링(214) 사이에 배치되어 회오리형 판스프링(214)의 림(2143)이 파손되는 것을 방지한다. 음파 액추에이터(21)는 2개의 고무패킹(213)을 포함한다. 하나의 고무패킹(213)은 상부 회오리형 판스프링(214)과 액추에이터 캡(2121) 사이에 위치되고, 다른 하나의 고무패킹(213)은 하부 회오리형 판스프링(214)과 액추에이터 바디(2122) 사이에 위치한다. The
회오리형 판스프링(214)은 바퀴 형태로 형성되고, 회오리 형상으로 배치된 스포크(spoke)(2142)를 포함한다. 보다 구체적으로, 회오리형 판스프링(214)은 링 형태의 림(2143), 중심측에 위치된 링 형태의 중심링(2141), 및 림(2143)과 중심링(2141)을 연결하는 스포크(2142)로 구성된다. 중심링(2141)과 림(2143)은 동심원이다. 일반적으로, 회오리형 판스프링(214)은 고무 소재로 제조된다. 회오리형 판스프링(214)은 보빈(218)의 상면과 하면에 각각 결합된다. The
회오리형 판스프링(214)의 림(2143)은 액추에이터 하우징(212)에 의해 고정된다. 회오리형 판스프링(214)의 중심링(2141)은 보빈(218) 내에 위치하는 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)의 상하 움직임에 따라 상하로 함께 움직인다. 액추에이터 하우징(212)의 상면과 하면에 위치된 2개의 회오리형 판스프링(214)은 고무 소재로 제조되어 탄성력을 가지고 있기 때문에 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)에 의해 발생된 상하 움직임을 증폭시킨다. 회오리형 판스프링(214)은 회오리 형태로 배열된 복수 개의 스포크(2142)를 포함한다. 회오리형 판스프링(214)의 상하 움직임은 중심링(2141)과 림(2143)을 연결하는 복수 개의 스포크(2142)의 회오리 형태에 의하여 각 스포크(2142)의 외측에서 중심측으로 갈수록 상하 움직임의 폭이 증가됨에 따라 회오리형 판스프링(214)의 진동이 증폭된다. 회오리형 판스프링(214)의 추가적인 설명에 대하여는 이하에서 상세하게 설명하기로 한다.The
자석고정브라켓(215)은 중심이 관통된 리벳 형태로서 보빈(218)의 내에 설치된다. 자석고정브라켓(215)은 보빈(218) 내에서 링 형태의 영구자석(217)을 고정한다. 자석고정브라켓(215)은 원판 형태의 머리와 원판보다 작은 반지름을 갖는 원기둥 형태의 바디로 구성된다. 자석고정브라켓(215)의 바디 부분에 링 형태의 영구자석(217)이 끼워지는 방식으로 고정된다. 자석고정브라켓(215)은 링 형태의 영구자석(217)이 보이스코일(219)에 의해 발생된 자기장 내에서 움직일 때, 영구자석(217)과 함께 움직인다. The
자석 보호 플레이트(216)는 링 형태로 형성되어 영구자석(217)의 상면과 하면 각각에 삽입된다. 자석 보호 플레이트(216)는 영구자석(217)의 상면과 상부 회오리형 판스프링(214) 사이에 그리고 영구자석(217)의 하면과 하부 회오리형 판스프링(214) 사이에 삽입된다. 자석 보호 플레이트(216)는 영구자석(217)이 상하로 움직일 때 영구자석(217)이 파손되는 것을 방지한다. The
영구자석(217)은 링 형상으로 형성되고, 보빈(218)의 중공 내에 위치된다. 영구자석(217)은 자석고정브라켓(215)의 바디 부분에 끼워지고, 자석고정브라켓(215)과 함께 보빈(218)의 중공에 삽입된다. 영구자석(217)은 보빈(218)의 내주면과 자석고정브라켓(215)의 바디 부분의 외주면 사이에 위치한다. 영구자석(217)은 보빈(218)의 중공 내에서 지속적으로 자기장을 형성한다. 영구자석(217)은 자석고정브라켓(215)의 원기둥 형태의 바디 부분에 끼워진다. 보빈(218)의 외주면을 둘러싸는 보이스코일(219)에 전류가 흐름에 따라 보이스코일(219)에 의해 자기장이 형성되고 영구자석(217)은 플레밍의 왼손법칙에 의해 수직방향으로 힘을 받고 됨에 따라 보빈(218)의 중궁 내에서 수직방향으로 움직인다. The
보빈(218)은 중심이 관통되고 외주면에 보이스코일(219)이 삽입되는 권취홈(2181)이 형성된 원통 형상으로 형성된다. 보빈(218)은 외주면에 보이스코일(219)이 권취되는 적어도 하나의 권취홈(2181)이 형성된다. 보빈(218) 외주면의 적어도 하나의 권취홈(2181)에는 보이스코일(219)이 권취된다. 보빈(218)의 중심에 형성된 중공에 자석고정브라켓(215) 및 영구자석(217)이 삽입된다. 영구자석(217)은 보빈(218)의 중공 내에서 보빈(218)의 상면과 하면 사이의 수직방향으로 상하로 움직인다. 보빈(218)에 대한 추가적인 설명은 이하에서 상세하게 설명하기로 한다. The
보이스코일(219)은 전류가 흐르는 얇은 금속 선으로, 일반적으로 구리로 제조된다. 보이스코일(219)은 보빈(218)의 외주면에 형성된 적어도 하나의 권취홈(2181)에 권취된다. 보빈(218)에 권취된 보이스코일(219)에 전류가 공급되면 보이스코일(219)은 자기장을 형성한다. 보이스코일(219)에 의해 형성된 자기장의 자기력선은 보빈(218)의 중공을 관통한다. The
보빈(218)의 외주면에 권취된 보이스코일(219)에 전류가 흐르면 보이스코일(219)은 자기장이 형성한다. 보이스코일(219)에 의해 형성된 자기장은 보빈(218) 중공 내에 위치하는 영구자석(217)에 영향을 미친다. 보이스코일(219)에 의해 형성된 자기장에 의하여 영구자석(217)은 보빈(218)의 중공 내에서 보빈(218)의 상면과 하면 사이에서 상하로 움직인다. 영구자석(217)이 보빈(218)의 중공 내에서 상하로 움직임에 따라, 영구자석(217)을 고정하는 자석고정브라켓(215)도 함께 상하로 움직인다. 자석고정브라켓(215) 및 영구자석(217)의 상하 움직임은 보빈(218)의 상면과 하면에 배치된 회오리형 판스프링(214)으로 전달됨에 따라, 회오리형 판스프링(214)의 중심측이 상하로 움직인다. 상술한 방식으로, 음파 액추에이터(21)는 음파진동기(20) 상면과 하면 사이의 상하 움직임을 발생시킨다. When a current flows through the
여기서, 자석고정브라켓(215) 및 영구자석(217)의 상하 움직임을 전달하는 회오리형 판스프링(214)의 림은 액추에이터 하우징(212)과 보빈(218)에 의하여 고정되고 회오리형 판스프링(214)의 중심측에 위치된 중심링(2141)은 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)의 움직임에 따라 상하로 움직인다.Here, the rim of the
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 음파 액추에이터(21)는 보이스코일(219)에 공급되는 전류에 따라 보빈(218)의 중공 내에서 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 상하로 움직이고, 이러한 상하 움직임이 음파진동기(20)의 상면으로 전달된다. 상술한 방식으로, 음파진동기(20)는 진동을 발생시킨다. As described above, the
도 5는 도 4에 도시된 회오리형 판 스프링을 도시한 도면이다. 도 5를 참고하면, 회오리형 판스프링(214)은 외측의 림(rim)(2143), 중심측의 중심링(2141)과 복수 개의 스포크(spoke)(2142)로 구성되는 바퀴 형태로 형성된다. 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 상하로 움직일 때 회오리형 판스프링(214)의 림(2143)은 액추에이터 하우징(212)에 의해 고정되는 데에 반하여, 중심링(2141)은 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)과 함께 상하로 움직인다. 종래의 판스프링은 판스프링의 중심부와 림을 연결하는 스포크가 강한 진동으로 인하여 빈번하게 파손되는 문제점이 있었다.5 is a view showing a tornado leaf spring shown in FIG. 4. Referring to FIG. 5, the
회오리형 판스프링(214)의 림(2143)은 링 형태로 형성되고 보빈(218)과 액추에이터 하우징(212) 사이에 삽입되고 고정된다. 회오리형 판스프링(214)의 림(2143)은 보빈(218)과 액추에이터 하우징(212)에 의해 고정됨에 따라 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 상하로 움직이더라도 움직이지 않는다. The
회오리형 판스프링(214)의 중심링(2141)은 링 형태로 형성되고 회오리형 판스프링(214)의 중심측에 위치한다. 회오리형 판스프링(214)의 중심링(2141)의 구멍은 자석고정브라켓(215)의 중심부의 구멍과 동심원으로 배치되고, 하나의 볼트에 의해 자석고정브라켓(215)과 결합된다. 회오리형 판스프링(214)의 중심링(2141)과 자석고정브라켓(215)의 중심부가 결합됨에 따라 회오리형 판스프링(214)의 중심링(2141)은 자석고정브라켓(215)과 함께 상하로 움직인다. 보빈(218)의 외주면에 권취된 보이스코일(219)에 의해 발생된 자기장으로 인하여 영구자석(217) 및 자석 고정 브라켓()이 보빈(218)의 중공 내에서 상하로 움직일 때, 회오리형 판스프링(214)의 중심링(2141)은 자석고정브라켓(215)에 의하여 상하로 움직인다. 음파 액추에이터(21)는 회오리형 판스프링(214)의 중심링(2141)이 상하 움직임에 의하여 진동을 발생시키고, 이러한 진동은 음파진동기(20)의 케이스의 상면 및 하면으로 전달된다. The
회오리형 판스프링(214)의 복수 개의 스포크(2142) 각각은 활형으로 휘어진 형태로 형성되고, 회오리형 판스프링(214)의 중심을 기준으로 회오리 형태로 배열되고, 중심링(2141)과 림(2143)을 연결한다. 상술한 바와 같이, 회오리형 판스프링(214)의 림(2143)은 보빈(218)과 액추에이터 하우징(212) 사이에서 고정되고, 중심링(2141)은 자석고정브라켓(215)에 결합되어 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)의 상하 움직임에 따라 상하로 움직인다. 회오리형 판스프링(214)의 스포크(2142)는 회오리형 판스프링(214)의 중심링(2141)이 상하로 움직이더라도 중심링(2141)과 림(2143)을 연결한다. 중심링(2141)이 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)의 상하 움직임에 따라 상하로 움직일 때, 림(2143)과 중심링(2141)을 연결하는 복수 개의 스포크(2142)가 회오리 형태로 배열됨에 따라 각 스포크(2142)의 외측에서 중심측으로 갈수록 회오리형 판스프링(214)의 상하 움직임의 폭이 증가한다. 회오리형 판스프링(214)은 중심측에서 가장 크게 상하로 움직인다. Each of the plurality of
본 발명의 실시예에 따른 회오리형 판스프링(214)은 2개, 3개, 4개 또는 5개의 스포크(2142)를 포함하고, 가장 바람직 실시예에 따르면 회오리형 판스프링(214)은 3개의 스포크(2142)를 포함한다. 회오리형 판스프링(214)이 2개의 스포크(2142)를 포함하는 경우, 림(2143)으로부터 중심링(2141)의 최대 가동 거리가 증가되는 데에 반하여 내구성이 약한 문제점이 있다. 반면에, 회오리형 판스프링(214)이 4개 이상의 스포크(2142)를 포함하는 경우 회오리형 판스프링(214)의 내구성이 향상되나 중심링(2141)의 최대 가동 거리가 감소되는 문제점이 있다. 회오리형 판스프링(214)이 3개의 스포크(2142)를 포함하는 경우 중심링(2141)의 최대 가동 범위가 종래의 판스프링보다 증가되고 동시에 내구성 또한 향상된다. The tornado-
본 발명의 도 5에 도시된 실시예에 따른 회오리형 판스프링(214)은 3개의 스포크(2142)를 포함한다. 스포크(2142)와 림(2143)이 연결되는 지점과 스포크(2142)와 중심링(2141)이 연결되는 지점 사이의 각도 차이는 중심링(2141) 및 림(2143)의 중심을 기준으로 120°이다. The tornado-
상술한 바와 같이, 회오리형 판스프링(214)의 스포크(2142)는 활꼴 형태로 형성되고, 림(2143)과 중심링(2141) 사이에서 회오리형으로 배열된다. 종래의 판스프링의 스포크는 방사형으로 배열되고 직선으로 형성된다. 본 발명의 실시예에 따른 회오리형 판스프링(214)의 스포크(2142)는 종래의 판스프링의 스포크와 비교하여 더 길다. 이에 따라, 림(2143)과 중심링(2141)을 연결하는 복수 개의 스포크(2142)가 회오리 형태로 배열된 회오리형 판스프링(214)은 복수 개의 스포크(2142)가 방사형으로 배열된 종래의 판스프링과 비교하여, 중심링(2141)의 수직방향의 상하 움직임이 더 커지고, 종래의 판스프링보다 더 강한 진동을 생성할 수 있다. As described above, the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 회오리형 판스프링(214)의 스포크(2142)는 휘어진 활꼴 형태로 형성되고 스포크(2142)의 길이가 길어짐에 따라 종래의 판스프링의 스포크보다 내구성이 증가된다. In addition, the
본 발명의 다른 실시예에 따른 회오리형 판스프링(214)의 각 스포크(2142)는 휘어진 활꼴 형태로 형성되고 중심측에서 외측으로 갈수록 스포크(2142)의 폭이 넓어진다. 회오리형 판스프링(214)에서 중심링(2141)이 상하로 움직일 때 스포크(2142)의 움직임에 있어서 림(2143)에 가까운 부분의 움직임이 중심링(2141)에 가까운 부분의 움직임보다 더 크다. 이로 인하여, 회오리형 판스프링(214)에서 스포크(2142)가 림(2143)에 가까울수록 더 강한 힘을 받게 되고 파손이 자주 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회오리형 판스프링(214)의 스포크(2142)는 중심측에서 외측으로 갈수록 스포크(2142)의 폭을 넓게 형성하여 림(2143)에 가까운 부분에서 발생할 수 있는 파손을 방지한다. Each of the
도 6은 도 4에 도시된 보빈을 도시한 도면이다. 도 6을 참고하면, 보빈(218)은 중심이 관통되고 외주면에 권취홈(2181)이 형성된 원통 형상으로 형성된다. 보빈(218)의 외주면에는 적어도 하나의 보이스코일(219)이 권취되는 적어도 하나의 권취홈(2181)이 형성되고, 원통의 중공 내주면에는 공기가 흐르는 내부홈(2182)이 형성된다. 6 is a diagram illustrating the bobbin shown in FIG. 4. Referring to FIG. 6, the
위에서 설명한 바와 같이, 보빈(218)의 중공 내에 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 끼워지고, 중공 내에서 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 상하로 움직인다. 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)은 보빈(218)의 중공에 끼워진다. 리벳 형태의 자석고정브라켓(215)의 머리 부분의 반지름이 보빈(218) 중공의 반지름 보다 작거나 동일하다. 이에 따라, 보빈(218)의 내주면과 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215) 사이의 틈이 매우 작다. 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)은 보빈(218)의 중공에 끼워짐에 따라 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 보빈(218)의 중공 내에서 상하로 움직일 때 공기저항에 의하여 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 빠르게 움직일 수 없다. As described above, the
본 발명의 실시예들에 따른 음파 액추에이터(21)의 보빈(218)은 중공의 내주면에 내부홈(2182)을 형성한다. 보빈(218)의 내부홈(2182)은 보빈(218)의 상면으로부터 하면까지 연결된다. 보빈(218) 중공의 내주면에 형성된 내부홈(2182)이 보빈(218)의 상면으로부터 하면까지 이어지도록 형성됨으로써 보빈(218)의 중공 내에서 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 움직일 때 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)의 위의 공기와 아래의 공기가 내부홈(2182)을 통해 순환된다. 이에 따라, 보빈(218)이 중공 내에서 자석고정브라켓(215)의 움직임이 공기 저항을 받지 않게 된다. 보빈(218) 중공 내에서 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 상하로 용이하게 움직인다. 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)의 상하 움직임이 공기저항을 받지 않음에 따라, 종래의 액추에이터와 비교하여 적은 전류에너지로 동일한 크기의 진동을 발생시킬 수 있다. The
도 6에 도시된 실시예에 따르면, 보빈(218)의 내주면에 형성된 내부홈(2182)은 보빈(218)의 상면으로부터 하면까지 나선형으로 형성된다. 보빈(218)의 내주면에 나선형으로 형성된 내부홈(2182)은 보빈(218)의 내주면을 한 바퀴 회전하도록 형성된다. 내부홈(2182)이 보빈(218)의 내주면을 둘러싸도록 형성된다. 내부홈(2182)이 보빈(218)의 상면과 만나는 지점과 내부홈(2182)이 보빈(218)의 하면과 만나는 지점은 보빈(218)의 높이와 평행하게 연장되는 동일 직선상에 위치한다. 내부홈(2182)이 보빈(218)의 내주면을 한 바퀴 회전하게 형성됨으로써 보빈(218)의 내주면의 어느 부분에서도 공기가 내부홈(2182)으로 원활하게 흐를 수 있다. According to the embodiment shown in FIG. 6, the
내부홈(2182)이 보빈(218)의 높이 방향과 평행한 방향으로 보빈(218)의 내주면 일측에 형성되는 경우, 내부홈(2182)이 형성되지 않은 부분의 내주면과 마주하는 자석고정브라켓(215)의 일측은 공기 저항을 받게 된다. 이러한 경우, 보빈(218)의 중공 내에서 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 상하로 움직일 때, 내부홈(2182)과 인접한 자석고정브라켓(215)의 부분은 공기저항의 영향을 받지 않는 데에 반하여 내부홈(2182)과 인접하지 않은 자석고정브라켓(215)의 부분은 공기저항을 받게 된다. 이에 따라, 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 보빈(218)의 중공 내에서 상하로 움직일 때 뒤틀리는 문제가 발생할 수 있다. When the
그러나, 상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 음파 액추에이터(21)는 내부홈(2182)이 보빈(218)의 내주면 전체를 회전하도록 형성됨으로써, 자석고정브라켓(215)의 전체가 공기저항에 영향을 받지 않는다. 이에 따라, 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 보빈(218) 내에서 상하로 움직일 때 자석고정브라켓(215)이 뒤틀리지 않는다. However, as described above, in the
보빈(218)은 원통의 측면에 외주면과 내주면을 관통하는 배기구(2183)가 형성된다. 배기구(2183)를 통해 보빈(218)의 중공의 공기가 보빈(218)의 외부로 배출된다. 보빈(218)의 측면에 배기구(2183)가 형성됨에 따라 보빈(218)의 중공 내에서 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 상하로 움직일 때, 보빈(218)의 중공 내의 공기가 배기구(2183)를 통하여 보빈(218)의 외부로 배출된다. 이에 따라, 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 보빈(218) 내에서 상하로 움직일 때 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 공기저항을 받지 않고, 상하로 빠르게 움직일 수 있다.The
영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 보빈(218)의 중공 내에서 상하로 움직일 때 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 내부홈(2182)과 먼 부분은 내부홈(2182)과 가까운 부분에 비하여 상대적으로 공기저항을 많이 받게 된다. 이로 인하여, 보빈(218)의 중공 내에서 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 상하로 움직일 때 내부홈(2182)과 가까운 부분이 먼저 내려가고 내부홈(2182)과 먼 부분은 공기저항에 의하여 천천히 내려가게 됨에 따라, 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 뒤틀리는 문제점이 있다. 이러한 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)의 뒤틀림으로 인하여 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 보빈(218)의 내주면과 충돌하게 되어 보빈(218) 및/또는 영구자석(217)이 파손될 수 있다. When the
배기구(2183)는 보빈(218)의 내주면에 내부홈(2182)과 마주하는 위치에 형성된다. 배기구(2183)가 내부홈(2182)과 마주하는 위치에 형성됨에 따라, 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 보빈(218)의 중공 내에서 상하로 움직일 때 가압된 공기가 내부홈(2182)을 통해 보빈(218)의 중공 내에서 상하로 흐르고, 그리고 내부홈(2182)의 반대편에 형성된 배기구(2183)를 통해 보빈(218)의 외부로 배출된다. 상술한 바와 같이, 배기구(2183)와 내부홈(2182)이 보빈(218)의 내주면에 서로 마주보는 위치에 형성됨에 따라, 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 보빈(218)의 중공 내에서 상하로 움직일 때 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 내부홈(2182)과 대칭하는 위치에 형성된 배기구(2183)에 의하여 공기가 보빈(218)의 외부로 배출됨으로써, 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 보빈(218)의 중공 내에서 뒤틀리지 않고 보빈(218)의 상면 및 하면과 평행을 유지하는 평형상태로 상하로 움직인다. The
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 음파진동온열매트는 적어도 하나의 전열판 및 적어도 하나의 음파진동기를 포함하고, 전열판은 열은 발생시키고 음파진동기는 진동을 발생시킨다. 여기에서, 음파진동온열매트는 모터에 의한 진동이 아닌 음파진동기를 이용하여 진동을 발생시킨다. 음파진동기는 영구자석의 자기장 내에 위치하는 보이스코일에 전류를 인가하여 영구자석의 상하 움직임에 의한 음파 진동으로 변환하는 방식으로 진동을 발생시킨다. 음파진동기에 의해 발생된 진동은 음파진동온열매트 위에 누운 사용자에게 전달되고, 사용자의 심신을 이완시킬 수 있다. As described above, the sonic vibration heating mat according to the embodiments of the present invention includes at least one heat transfer plate and at least one sonic vibrator, the heat transfer plate generates heat, and the sonic vibrator generates vibration. Here, the sonic vibration heating mat generates vibration using a sonic vibrator rather than vibration caused by a motor. The sonic vibrator generates vibration by applying current to the voice coil located in the magnetic field of the permanent magnet and converting it into sound wave vibration caused by the vertical movement of the permanent magnet. The vibration generated by the sonic vibrator is transmitted to the user lying on the sonic vibrating heating mat, and the user's mind and body can be relaxed.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 음파진동온열매트는 상술한 바와 같이 음파진동방식으로 진동을 발생시키는 음파액추에이터를 이용하여 진동을 발생시키고, 이러한 음파액추에이터는 기존의 모터와 비교하여 작은 크기로도 큰 진동을 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 얇은 매트에도 음파액추에이터를 삽입할 수 있고, 얇은 매트에서도 매트 위에 누워있는 사용자의 신체를 마사지 할 수 있다. 음파진동온열매트는 음파진동방식으로 진동을 발생시킴에 따라 모터의 회전소리, 기어소리 등과 같은 기계적인 소음 없이 사용자의 신체를 진동시켜 마사지할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 소음없이 마사지를 받을 수 있다. In addition, the sonic vibration heating mat according to the embodiments of the present invention generates vibration using a sonic actuator that generates vibration in a sonic vibration method as described above, and this sonic actuator has a small size compared to the conventional motor. It can also generate large vibrations. Accordingly, a sound wave actuator can be inserted into a thin mat, and a user's body lying on the mat can be massaged even on a thin mat. As the sonic vibration heating mat generates vibration through the sonic vibration method, the user's body can be vibrated and massaged without mechanical noise such as the sound of rotation of the motor or the sound of gears. Accordingly, the user can receive a massage without noise.
이에 더하여, 음파 액추에이터는 보빈의 중공 내에서 상하로 움직이는 영구자석 및 자석고정브라켓에 따라 상하로 움직이는 회오리형 판스프링을 포함하고, 회오리형 판스프링은 활 형태의 복수 개의 스포크를 포함하고, 복수 개의 스포크가 회오리형 판스프링의 림과 중심링 사이에 회오리 형태로 배열됨으로써, 회오리형 판스프링의 중심링의 최대 가동 거리가 증가된다. 상술한 바와 같이 회오리형 판스프링의 중심링의 최대 가동 거리가 증가됨에 따라 음파 액추에이터가 더 강한 진동을 생성할 수 있고, 판스프링의 내구성이 향상된다. In addition, the sonic actuator includes a permanent magnet moving up and down in the hollow of the bobbin and a tornado plate spring that moves up and down according to the magnet fixing bracket, and the tornado plate spring includes a plurality of spokes in the form of a bow, and a plurality of Since the spokes are arranged in a tornado shape between the rim and the center ring of the tornado leaf spring, the maximum movable distance of the center ring of the tornado leaf spring is increased. As described above, as the maximum movable distance of the center ring of the tornado-type leaf spring increases, the sonic actuator can generate stronger vibrations and the durability of the leaf spring is improved.
추가적으로, 음파 액추에이터의 보빈은 외주면에 보이스코일이 권취되는 귄취홈이 형성되어 있고, 보빈의 내주면에는 공기가 흐르는 내부홈이 보빈의 상면부터 하면까지 형성된다. 보빈의 중공 내에서 영구자석 및 자석고정브라켓이 상하로 움직일 때 영구자석 및 자석고정브라켓의 상하의 공기가 내부홈을 통하여 흐름으로써 영구자석 및 자석고정브라켓이 공기저항에 영향을 받지 않고, 보빈의 중공 내에서 영구자석 및 자석고정브라켓의 상하 움직임의 속도가 느려지지 않는다. 보빈의 중공 내에서 영구자석 및 자석고정브라켓이 공기저항을 받지 않아 빠르게 움직임에 따라 동일한 전류를 보이스코일에 공급하더라도 종래의 음파 액추에이터보다 강한 진동을 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 음파 액추에이터의 에너지 효율이 향상된다. In addition, the bobbin of the sonic actuator has a winding groove in which the voice coil is wound on an outer circumferential surface of the bobbin, and an inner groove through which air flows is formed from the top to the bottom of the bobbin. When the permanent magnet and the magnet fixing bracket move up and down in the hollow of the bobbin, the air above and below the permanent magnet and the magnet fixing bracket flows through the inner groove, so that the permanent magnet and the magnet fixing bracket are not affected by air resistance, and the bobbin is hollow. The speed of the vertical movement of the permanent magnet and the magnet fixing bracket is not slowed within. Since the permanent magnet and the magnet fixing bracket are not subject to air resistance in the hollow of the bobbin, even if the same current is supplied to the voice coil as they move rapidly, stronger vibration than the conventional sonic actuator can be generated. Accordingly, the energy efficiency of the acoustic actuator is improved.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로해석되어야 할 것이다.So far, we have looked at the center of the preferred embodiments for the present invention. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative point of view rather than a limiting point of view. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the above description, and all differences within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the present invention.
1: 음파진동온열매트
11: 커버 12: 전열판
13: 온도센서 14: 쿠션패널
15: 컨트롤박스 16: 리모트 컨트롤러
17: 리모트 컨트롤러 거치대
20: 음파진동기
21: 음파 액추에이터 22: 케이스
211: 스펀지 212: 액추에이터 하우징
213: 고무패킹 214: 회오리형 판스프링
215: 자석고정브라켓 216: 자석 보호 플레이트
217: 영구자석 218: 보빈
219: 보이스코일 1: sonic vibration heating mat
11: cover 12: heat plate
13: temperature sensor 14: cushion panel
15: control box 16: remote controller
17: remote controller cradle
20: sonic vibrator
21: sonic actuator 22: case
211: sponge 212: actuator housing
213: rubber packing 214: tornado leaf spring
215: magnet fixing bracket 216: magnet protection plate
217: permanent magnet 218: bobbin
219: voice coil
Claims (7)
상기 쿠션패널(14)의 상면에 배치되어 열을 발생시키는 전열판(12); 및
상기 쿠션패널(14)에 내장되어 상기 쿠션패널(14)을 진동시키는 적어도 하나의 음파진동기(20)를 포함하고,
상기 적어도 하나의 음파진동기(20)는 보이스코일(219)에 의해 자기력선의 방향이 가변되는 자기장이 생성됨에 따라, 상기 자기장 내에 위치하는 영구자석(217) 및 자석고정브라켓(215)이 상하로 움직임으로써 진동을 발생시키는 음파진동방식으로 상기 쿠션패널(14)의 진동을 발생시키고,
상기 음파진동기(20)는
외주면에 권취홈(2181)이 형성된 원통 형상의 보빈(218);
상기 보빈(218)의 권취홈(2181)에 권취되는 보이스코일(219);
리벳 형태로 형성되어 상기 보빈(218)의 중공에 삽입되는 자석고정브라켓(215);
링 형태로 상기 자석고정브라켓(215)의 바디 부분에 끼워짐으로써 상기 보빈(218)의 내주면과 상기 자석고정브라켓(215)의 외주면 사이에 위치하고 상기 보빈(218)의 중공 내에 자기장을 형성하는 영구자석(217); 및
복수 개의 스포크(2142)가 회오리 형태로 배열된 바퀴 형태로 상기 보빈(218)의 상면 및 하면에 위치하는 복수 개의 회오리형 판스프링(214)을 포함하고,
상기 영구자석(217) 및 상기 자석고정브라켓(215)의 상하 움직임에 의하여 상기 회오리형 판스프링(214)이 상하로 움직이고,
상기 회오리형 판스프링(214)의 상하 움직임의 폭이 상기 복수 개의 스포크(2142)의 회오리 형태에 의하여 상기 각 스포크(2142)의 외측에서 중심측으로 갈수록 증가함으로써 상기 회오리형 판스프링(214)의 진동이 증폭되고,
상기 보빈(218)의 중공의 내주면에 상기 보빈(218)의 상면으로부터 상기 보빈(218)의 하면까지 연결되어 공기가 흐르는 내부홈(2182)이 형성되고,
상기 영구자석(217) 및 상기 자석고정브라켓(215)이 상기 보빈(218)의 중공 내에서 상하로 움직일 때 상기 영구자석(217) 및 상기 자석고정브라켓(215) 위아래의 공기가 상기 내부홈(2182)을 통하여 흐르게 됨으로써, 상기 영구자석(217) 및 상기 자석고정브라켓(215)이 상기 보빈(218)의 중공 내에서 공기저항을 받지 않는 것을 특징으로 하는 음파진동온열매트.A cushion panel 14 for supporting the user's body;
A heat transfer plate 12 disposed on the upper surface of the cushion panel 14 to generate heat; And
Includes at least one acoustic vibrator 20 built into the cushion panel 14 to vibrate the cushion panel 14,
As the at least one acoustic vibrator 20 generates a magnetic field in which the direction of the magnetic force line is changed by the voice coil 219, the permanent magnet 217 and the magnet fixing bracket 215 located in the magnetic field move up and down. As a result, vibration of the cushion panel 14 is generated by a sound wave vibration method that generates vibration,
The sonic vibrator 20 is
A cylindrical bobbin 218 having a winding groove 2181 formed on the outer circumferential surface;
A voice coil 219 wound in the winding groove 2181 of the bobbin 218;
A magnet fixing bracket 215 formed in a rivet shape and inserted into the hollow of the bobbin 218;
By being fitted in the body part of the magnet fixing bracket 215 in a ring shape, it is located between the inner circumferential surface of the bobbin 218 and the outer circumferential surface of the magnet fixing bracket 215 and forms a magnetic field in the hollow of the bobbin 218. Magnet 217; And
A plurality of spokes (2142) in the form of a wheel arranged in a tornado shape, including a plurality of tornado leaf springs 214 located on the upper and lower surfaces of the bobbin 218,
By the vertical movement of the permanent magnet 217 and the magnet fixing bracket 215, the tornado plate spring 214 moves up and down,
Vibration of the tornado leaf spring 214 by increasing the vertical movement width of the tornado leaf spring 214 from the outside to the center of the spokes 2142 due to the tornado shape of the plurality of spokes 2142 Is amplified,
An inner groove 2182 through which air flows by being connected from the upper surface of the bobbin 218 to the lower surface of the bobbin 218 is formed on the hollow inner peripheral surface of the bobbin 218,
When the permanent magnet 217 and the magnet fixing bracket 215 move up and down in the hollow of the bobbin 218, the air above and below the permanent magnet 217 and the magnet fixing bracket 215 is in the inner groove ( 2182), so that the permanent magnet 217 and the magnet fixing bracket 215 do not receive air resistance in the hollow of the bobbin 218.
상기 적어도 하나의 음파진동기(20)의 보이스코일(219)에 입력되는 교류 타입의 전류의 크기 및 주파수를 제어함으로써 상기 적어도 하나의 음파진동기(20)의 진동의 세기 및 주파수를 조절하는 컨트롤박스(15)를 더 포함하고,
상기 컨트롤박스(15)는 음원정보를 수신하고, 상기 수신된 음원정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 음파진동기(20)를 제어하는 것을 특징으로 하는 음파진동온열매트.The method of claim 1,
A control box for controlling the intensity and frequency of vibration of the at least one acoustic vibrator 20 by controlling the magnitude and frequency of the AC type current input to the voice coil 219 of the at least one acoustic vibrator 20 ( 15),
The control box (15) receives sound source information and controls the at least one sound wave vibrator (20) based on the received sound source information.
상기 회오리형 판스프링(214)은
링 형태로 상기 보빈(218)과 액추에이터 하우징(212) 사이에서 고정되는 림(2143);
링 형태로 상기 회오리형 판스프링(214)의 중심측에 배치되고 상기 자석고정브라켓(215)과 결합되는 중심링(2141); 및
활꼴 형태로 상기 림(2143)과 상기 중심링(2141)을 연결하고 상기 림(2143)과 중심링(2141) 사이에 회오리 형태로 배열되는 3 개의 스포크(2142)를 포함하고,
상기 3 개의 스포크(2142) 각각은 상기 중심링(2141)과 연결되는 지점과 상기 림(2143)과 연결되는 지점 사이의 각도가 120°인 것을 특징으로 하는 음파진동온열매트.The method of claim 1,
The tornado leaf spring 214 is
A rim 2143 fixed between the bobbin 218 and the actuator housing 212 in a ring shape;
A center ring 2141 disposed at the center side of the tornado-shaped plate spring 214 in a ring shape and coupled to the magnet fixing bracket 215; And
It includes three spokes 2142 that connect the rim 2143 and the center ring 2141 in a bow shape and are arranged in a tornado shape between the rim 2143 and the center ring 2141,
Each of the three spokes 2142 has an angle of 120° between a point connected to the center ring 2141 and a point connected to the rim 2143.
상기 내부홈(2182)은 상기 보빈(218)의 내주면에서 상기 보빈(218)의 상면으로부터 하면까지 나선형으로 형성되고,
상기 나선형으로 형성된 내부홈(2182)은 상기 보빈(218)의 내주면을 한바퀴 회전하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 음파진동온열매트. The method of claim 1,
The inner groove 2182 is formed in a spiral form from the upper surface to the lower surface of the bobbin 218 on the inner peripheral surface of the bobbin 218,
The spirally formed inner groove (2182) is a sonic vibration heating mat, characterized in that formed to rotate the inner circumferential surface of the bobbin (218).
상기 보빈(218)의 측면에 외주면과 내주면을 관통하고, 상기 보빈(218)의 중공을 흐르는 공기가 배출되는 배기구(2183)가 형성되고,
상기 영구자석(217) 및 상기 자석고정브라켓(215)이 상기 보빈(218)의 중공 내에서 상하로 움직일 때 상기 영구자석(217) 및 상기 자석고정브라켓(215)에 의해 압축되는 상기 보빈(218)의 중공 내의 공기가 상기 배기구(2183)를 통하여 상기 보빈(218)의 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 음파진동온열매트.The method of claim 6,
An exhaust port 2183 through which air flowing through the hollow of the bobbin 218 is discharged is formed on the side surface of the bobbin 218 through the outer and inner circumferential surfaces,
The bobbin 218 compressed by the permanent magnet 217 and the magnet fixing bracket 215 when the permanent magnet 217 and the magnet fixing bracket 215 move up and down in the hollow of the bobbin 218 ) Of the hollow air is discharged to the outside of the bobbin (218) through the exhaust port (2183).
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KR20230089953A (en) | 2021-12-14 | 2023-06-21 | 풍림전자 주식회사 | Sonic vibration cushion |
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2020
- 2020-06-11 KR KR1020200070730A patent/KR102179265B1/en active IP Right Grant
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