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KR20140073182A - Piezoelectric vibration module - Google Patents

Piezoelectric vibration module Download PDF

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KR20140073182A
KR20140073182A KR1020120141059A KR20120141059A KR20140073182A KR 20140073182 A KR20140073182 A KR 20140073182A KR 1020120141059 A KR1020120141059 A KR 1020120141059A KR 20120141059 A KR20120141059 A KR 20120141059A KR 20140073182 A KR20140073182 A KR 20140073182A
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KR
South Korea
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vibration
elastic displacement
vibration plate
base
plate
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KR1020120141059A
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이상진
문동수
오화영
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삼성전기주식회사
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Publication date
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Abstract

The present invention provides a piezoelectric vibration module. According to the present invention, an elastic displacement unit in the shape of a closed polygon is arranged between a long and slim vibration plate and a long and slim base. The elastic displacement unit can generate vibration forces on the piezoelectric module. The vibration forces are generated by changes in the height of the elastic displacement unit. The changes in the height of the elastic displacement unit are caused by expansion deformation and contraction deformation of piezoelectric elements arranged across the inside of the elastic displacement. Consequently, the elastic displacement unit can provide vibration forces to the piezoelectric vibration module. Especially, each weight body is arranged on each end of the vibration plate to maximize vibration amplitude of both end of the vibration plate.

Description

압전진동모듈 {Piezoelectric vibration module}Piezoelectric vibration module

본 발명은 압전진동모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to a piezoelectric vibration module.

일반적으로 휴대전화, 전자책(E-book) 단말기, 게임기, PMP 등 휴대용 전자기기에 있어서, 진동 기능은 여러 가지 용도로 활용되고 있다.2. Description of the Related Art Generally, in a portable electronic device such as a mobile phone, an E-book terminal, a game machine, and a PMP, a vibration function is utilized for various purposes.

특히, 이러한 진동을 발생시키기 위한 진동발생장치는 휴대용 전자기기에 주로 탑재되어 무음의 착신 신호인 경보 기능으로 이용되고 있다.Particularly, a vibration generating device for generating such vibration is mainly mounted on a portable electronic device, and is used as an alarm function which is a silent incoming signal.

이러한 휴대용 전자기기의 다기능화에 맞춰 진동발생장치는 현재 소형화 뿐만 아니라 집적화 그리고 다양한 고기능화를 요구하고 있는 실정이다.In accordance with the multifunctionalization of such portable electronic devices, vibration generating devices are currently demanding not only downsizing, but also integration and various functions.

더욱이, 최근 휴대용 전자기기를 간편하게 사용하려는 사용자의 요구에 따라 휴대용 전자기기를 터치하여 입력하는 터치 방식의 디바이스를 일반적으로 채택하고 있다.In addition, recently, a touch-type device that inputs a portable electronic device by touching the portable electronic device according to a user's demand to easily use the portable electronic device is generally adopted.

현재 통용되고 있는 햅틱 디바이스는 터치하여 입력하는 개념 이외에, 인터페이스 사용자의 직관적 경험을 반영하고 터치에 대한 피드백을 더욱 다양화하는 개념까지도 광범위하게 포함한다.Currently, haptic devices commonly used include not only the concept of touch input but also the concept of reflecting the intuitive experience of the interface user and further diversifying the feedback on the touch.

이러한 햅틱 디바이스는 통상적으로 압전소자의 외부 전원의 인가에 따라 팽창 및/또는 수축 변형을 반복하여 진동을 제공하게 되는데, 압전 모터(piezoelectric motor)를 채용한 햅틱 디바이스가 특허문헌 1에 게재되어 있다.Such a haptic device is typically repeatedly subjected to expansion and / or shrinkage deformation according to the application of an external power supply of the piezoelectric element to provide vibration. A haptic device employing a piezoelectric motor is disclosed in Patent Document 1.

특허문헌 1에 게재된 햅틱 디바이스는 변위를 생성하여 디스플레이 층(display layer)에 변위력을 제공하는 압전 액츄에이터를 구비하고 있다. 기재된 압전 액츄에이터는 인쇄회로기판을 통해 예컨대 배터리, 외부 전원으로부터 전류를 인가받고서, 압전소자를 지나는 전류에 응답하여 물리적 모멘트 혹은 변위력을 생성하게 되어 있다.The haptic device disclosed in Patent Document 1 has a piezoelectric actuator that generates a displacement and provides displacement force to a display layer. The piezoelectric actuator described in the above is adapted to generate a physical moment or a displacement force in response to a current passing through a piezoelectric element by receiving a current from, for example, a battery or an external power source through a printed circuit board.

당해 분야의 숙련자들에게 이미 널리 알려져 있듯이, 압전 액츄에이터가 외부 전원에 의해 길이방향으로 팽창 또는 수축 변형을 수행하면서 발생되는 상하 혹은 좌우방향의 병진운동을 통해 외부 구성부재와 접촉 충격 혹은 외부 충격(예컨대, 낙하)에 의한 손상을 방지해야만 한다.As is well-known to those skilled in the art, the piezoelectric actuator is capable of generating a contact shock or an external shock (for example, an external shock, etc.) through an up / down or left / right translational motion generated when the piezoelectric actuator performs expansion or contraction deformation in the longitudinal direction by an external power source , Drop) to prevent damage.

하지만, 특허문헌 1에 따른 햅틱 디바이스는 압전 액츄에이터 내에 배열에 대해서만 언급되어 있으며, 압전소자의 충격을 대비한 별도의 내용을 기재하고 있지는 않는다. However, the haptic device according to Patent Document 1 only refers to the arrangement in the piezoelectric actuator, and does not disclose a separate content in preparation for the impact of the piezoelectric element.

이와 같이, 전술된 문제점들을 해결할 수 있는 다른 방안이 고려되어야 할 것이다.
In this way, other measures to solve the above-mentioned problems should be considered.

특허문헌 1 : 국제공개특허 제WO 2012/025783호Patent Document 1: International Publication No. WO 2012/025783

본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 압전소자가 활성화되면서 중량체의 진동량을 증폭시켜 진동력을 향상시킬 수 있는 압전진동모듈을 제공하는 것이다.
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a piezoelectric vibration module in which a piezoelectric element is activated to amplify a vibration amount of a weight to improve vibration power.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 하부면을 개방하고 내부공간을 형성하는 상부 케이스와; 이 상부 케이스의 하부면에 결합되어 상기 상부 케이스의 내부공간을 덮어씌우는 베이스; 외부 전원의 인가에 따라 팽창 및 수축 변형을 반복하여 진동력을 생성하는 압전소자; 상부 케이스와 베이스의 내부에 배치되어, 상하?향으로 이동하는 진동플레이트; 및 다각형 띠의 형상을 갖추고 그 내부를 가로질러 상기 압전소자를 구비하며, 진동플레이트와 베이스 사이에 배치되는 탄성 변위부;로 이루어진 압전진동모듈에 관한 것이다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electronic device comprising: an upper case having a lower surface and forming an internal space; A base coupled to a lower surface of the upper case to cover the inner space of the upper case; A piezoelectric element which generates a vibration force by repeating expansion and contraction deformation according to application of external power; A vibrating plate disposed inside the upper case and the base, the vibrating plate moving up and down; And an elastic displacement portion having a shape of a polygonal band and having the piezoelectric element across the inside thereof and disposed between the vibration plate and the base.

본 발명은 편평한 상부면과 편평한 하부면을 갖춘 다각형 띠의 형상의 탄성 변위부를 구비하는데, 편평한 상부면은 진동플레이트와의 밀착을 돕는 한편 편평한 하부면은 베이스와의 밀착을 돕는다.The present invention has a resilient displacement in the form of a polygonal strip with a flat top surface and a flat bottom surface, the flat top surface helping to adhere to the vibrating plate while the flat bottom surface helps to adhere to the base.

본 발명에서, 탄성 변위부는 진동플레이트의 중심부에 배치되어 진동플레이트의 양 단부의 진폭을 극대화시킬 수 있다.In the present invention, the elastic displacement portion can be disposed at the center portion of the vibration plate to maximize the amplitude of both ends of the vibration plate.

본 발명은 탄성 변위부의 변위차에 종속되어 진동플레이트를 수직왕복이동할 수 있게 진동플레이트와 베이스를 상호 이격되게 배열된다.The present invention is arranged such that the vibration plate and the base are spaced apart from each other so that the vibration plate can be vertically reciprocated depending on the displacement difference of the elastic displacement portion.

추가로, 본 발명은 진동플레이트의 양 단부의 수직왕복운동을 통해 상부 케이스와 진동플레이가 상호 충돌하지 않도록 이들 사이에 소정의 간격을 제공한다.In addition, the present invention provides a predetermined spacing between the upper case and the vibratory play so that they do not collide with each other through the vertical reciprocating motion of both ends of the vibrating plate.

탄성 변위부는 진동플레이트와 동일한 재질로 제작되는바, 탄성 변위부의 구동 변위 손실 없이 진동플레이트에 전달할 수 있게 한다.The elastic displacement portion is made of the same material as the vibration plate, so that it can be transmitted to the vibration plate without loss of driving displacement of the elastic displacement portion.

바람직하기로, 진동플레이트는 이의 양단부에 중량체를 추가로 구비하여 진동플레이트, 더욱 구체적으로 진동플레이트의 양단부에 진동력을 최대로 증가시킬 수 있다. 특히, 진동플레이트의 진폭 변위를 보장할 수 있도록 중량체와 베이스는 상호 이격되게 배열되는 것이 바람직하다.Preferably, the vibrating plate is further provided with a weight at both ends thereof to maximally increase the vibrating force at both ends of the vibrating plate, more particularly, the vibrating plate. In particular, it is preferable that the weight body and the base are arranged so as to be spaced apart from each other so as to ensure the amplitude displacement of the vibration plate.

중량체들의 이격 거리는 탄성 변위부의 최대 인장길이보다 길게 형성되어, 탄성 변위부와 중량체의 접촉을 미연에 방지할 수 있도록 한다. 탄성 변위부와 중량체의 접촉은 탄성 변위부 및/또는 압전소자의 손상과 함께 탄성 변위부의 변위에 영향을 미치게 된다.The spacing distance of the weight members is longer than the maximum tension length of the elastic displacement member so that the contact between the elastic displacement member and the weight member can be prevented in advance. The contact between the elastic displacement part and the weight affects the displacement of the elastic displacement part together with the damage of the elastic displacement part and / or the piezoelectric element.

중량체는 진동플레이트의 중심부에서 좌우대칭되게 배치되는데, 진동플레이트의 일 단부에 장착된 중량체와 진동플레이트의 타 단부에 중량체가 동일한 질량을 갖도록 한다.The weight is arranged symmetrically at the center of the vibrating plate so that the mass attached to one end of the vibrating plate and the other end of the vibrating plate have the same mass.

본 발명은 상부 케이스와 진동플레이트 사이에 댐퍼를 추가로 구비하여 구동시 상부 케이스와 진동플레이트의 직접적인 충돌을 미연에 방지한다.The present invention further includes a damper between the upper case and the vibration plate to prevent direct collision between the upper case and the vibration plate during operation.

선택적으로, 본 발명은 베이스와 중량체 사이에 댐퍼를 추가로 구비할 수도 있다.
Optionally, the present invention may further comprise a damper between the base and the weight.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
Prior to that, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best explain its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 압전소자의 팽창 및 수축 변형을 통해 진동력을 발생시킬 수 있는 압전진동모듈을 제공하는 것이다.According to the present invention as described above, the present invention provides a piezoelectric vibration module capable of generating a vibration force through expansion and contraction deformation of a piezoelectric element.

특히, 본 발명은 다각형 띠의 형상을 갖춘 탄성 변위부 내부에 압전소자를 배치하고 있어 예상치 못한 이상(異常) 구동변위 또는 낙하 충돌시 압전소자와 다른 구성부재 간의 직접적인 충돌을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있다.Particularly, the present invention is characterized in that a piezoelectric element is disposed inside a resilient displacement portion having a shape of a polygonal band, thereby preventing direct collision between the piezoelectric element and another structural member during an unexpected abnormal drive displacement or drop impact, thereby improving durability .

또한, 본 발명은 진동플레이트의 양 단부에 각각의 중량체를 구비하고 있어, 압전소자의 팽창 및 수축 변형률이 낮아져도 진동플레이트의 양 단부에 진폭 변위를 증가시킬 수 있다.
Further, according to the present invention, since each weight is provided at both ends of the vibration plate, the amplitude displacement can be increased at both ends of the vibration plate even if the expansion and contraction strain rates of the piezoelectric element are lowered.

도 1은 본 발명에 따른 압전진동모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 압전진동모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 상부 케이스를 제거한 본 발명에 따른 압전진동모듈을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 3에 도시된 압전진동모듈의 구동 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a perspective view of a piezoelectric vibration module according to the present invention.
2 is an exploded perspective view of the piezoelectric vibration module shown in Fig.
3 is a front view schematically showing a piezoelectric vibration module according to the present invention in which an upper case is removed.
4A to 4C are views schematically showing a driving process of the piezoelectric vibration module shown in FIG.

이제, 본 발명에 따른 압전진동모듈은 첨부 도면을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
Now, a piezoelectric vibration module according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 장점, 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되는 실시예들을 통해 명확해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일하거나 유사한 구성요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서에서 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불명료하게 할 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages, features, and ways of accomplishing the same will become apparent from the following description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. In the specification, the same reference numerals denote the same or similar components throughout the specification. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1 내지 도 3을 참조로 하면, 본 발명에 따른 압전진동모듈(1)은 상부 케이스(10)와, 진동플레이트(20), 중량체(30), 탄성 변위부(40), 압전소자(50), 및 베이스(60)로 이루어지는데, 이러한 압전진동모듈(1)은 터치스크린 패널(touch screen panel;미도시)에 진동력을 전달하기 위한 수단으로 사용된다.
1 to 3, a piezoelectric vibration module 1 according to the present invention includes an upper case 10, a vibration plate 20, a weight 30, an elastic displacement portion 40, a piezoelectric element 50 and a base 60. This piezoelectric vibration module 1 is used as a means for transmitting a vibration force to a touch screen panel (not shown).

상부 케이스(10)는 일측면을 개방한 박스(box) 형상으로 이루어져 있으며, 그 내부 공간에 압전소자(50)와 연결되어 상하방향으로 진동가능하게 배열된 진동 플레이트(20)를 수용한다.
The upper case 10 has a box shape with one side opened, and accommodates the vibration plate 20 connected to the piezoelectric element 50 and arranged to be vertically vibratable.

진동플레이트(20)는 압전소자(50)의 팽창 및 수축 변형의 반복을 통해 벤딩 작동으로 압전소자(50)의 길이 변형을 통해 진동력으로 전환하여 외부 부품으로 전달한다. 진동 플레이트(20)의 하부면 중심부에 구동부를 장착한다. 여기서, 구동부는 이미 널리 알려져 있듯이 외부 전원의 인가로 인해 좌·우방향으로 팽창 및 수축 변형을 반복하는 압전소자(50)의 병진이동을 매개로 하여 진동 플레이트(20)에 진동력을 제공한다. The vibrating plate 20 is converted into a vibrating force through the deformation of the length of the piezoelectric element 50 by the bending operation through repetition of the expansion and contraction deformation of the piezoelectric element 50, and transmits the vibration force to the external component. And the driving portion is mounted to the center portion of the lower surface of the vibration plate (20). Here, as is well known, the driving unit provides a vibration force to the vibration plate 20 through the translational movement of the piezoelectric element 50 which repeats the expansion and contraction deformation in the left and right directions due to the application of external power.

도시된 바와 같이, 구동부는 탄성 변위부(40)와 압전소자(50)를 구비한다. 구동부는 압전소자(50)를 구동하기 위한 전원을 인가하는 PCB(도 1)를 추가로 구비할 수 있다. 당해 분야의 숙련자들에게 있어, 압전소자와 PCB의 연결은 널리 알려져 있어 상세한 설명은 배제하도록 한다.As shown, the driving unit includes the elastic displacement portion 40 and the piezoelectric element 50. The driving unit may further include a PCB (FIG. 1) for applying power to drive the piezoelectric element 50. For those skilled in the art, the connection between the piezoelectric element and the PCB is well known and thus the detailed description is omitted.

특히, 진동플레이트(20)는 외부 전원의 인가에 따라 팽창 혹은 수축 변형을 반복하는 압전소자(50)와 대응되게 변위가능하도록 탄성력을 가진 금속재질, 예컨대 서스(SUS)로 이루어진다. 선택가능하기로, 진동플레이트(20)가 탄성 변위부(40)와 동일한 변위 전달률을 갖도록 동일한 재질로 제작되어 탄성 변위부(40)의 구동변위를 손실 없이 전달할 수 있게 한다.In particular, the vibration plate 20 is made of a metal material having elasticity, for example, SUS (SUS) so as to be displaceable in correspondence with the piezoelectric element 50 repeating expansion or contraction deformation according to application of an external power source. The vibration plate 20 is made of the same material so as to have the same displacement transmission rate as the elastic displacement portion 40 so that the driving displacement of the elastic displacement portion 40 can be transmitted without loss.

진동플레이트(20)는 가늘고 긴 편평한 플레이트 형상으로 이루어져 있고 이의 하부면에 중량체(30)를 부착한다. 이 중량체(30)는 진동플레이트(20)의 양 단부에 배치되는데, 이 중량체(30)가 본드 혹은 양면테이프 등을 통해 진동플레이트(20)에 확실하게 부착될 수 있도록 진동플레이트(20)의 양 단부에 지지면(21)을 추가로 구비할 수 있다.The vibrating plate 20 is in the form of an elongated flat plate and attaches the weight 30 to the lower surface thereof. The weight 30 is disposed at both ends of the vibration plate 20. The weight plate 30 is attached to the vibration plate 20 so that the weight 30 can be securely attached to the vibration plate 20 through a bond or double- It is possible to further provide the support surface 21 at both end portions thereof.

중량체(30)는 진동플레이트(20)의 하부면과 지지면(21)으로 지지보유되어 지속적인 진동하에서도 진동플레이트(20)로부터 분리되지 않게 된다.
The weight 30 is supported and held by the lower surface of the vibration plate 20 and the support surface 21 and is not separated from the vibration plate 20 even under continuous vibration.

중량체(30)는 진동력을 최대로 증가시키는 매개물로서, 진동플레이트(10)의 양 단부에 각각 구비된다. 특히, 중량체(30)는 진동플레이트(10)의 중심부에서 좌우대칭으로 배치되는 한편, 동일한 질량을 갖도록 한다. The weight 30 is provided at both ends of the vibration plate 10 as an medium for maximally increasing the vibration power. In particular, the weight body 30 is disposed symmetrically at the center of the vibration plate 10, while having the same mass.

이와 더불어서, 중량체(30)는 금속 재질로 제작될 수 있으며, 동일 체적에서 상대적으로 밀도가 높은 텅스텐 재질로 제작되는 것이 바람직하다.In addition, the weight 30 may be made of a metal material, and preferably made of a tungsten material having a relatively high density in the same volume.

본 발명은 중량체(30)를 구비한 진동플레이트(10)의 상하 구동 하에서도 베이스(60)와 중량체(30) 사이의 직접적인 충돌을 방지하기 위해 중량체(30)와 베이스(60) 사이에 소정의 이격거리를 제공해야 한다. 덧붙여서, 본 발명은 진동플레이트(20)의 최대 변위를 제공하는 진동플레이트(20)의 양 단부 아래에 댐퍼(damper;미도시)를 추가로 구비할 수 있다. 이 댐퍼는 중량체(30)의 하부에 혹은 베이스(60)의 상부면에 배치된다.
The present invention is also applicable to a case where the vibration plate 10 having the weight 30 is provided between the weight 30 and the base 60 in order to prevent direct collision between the base 60 and the weight 30 even under the up- A predetermined distance should be provided. In addition, the present invention may further comprise a damper (not shown) below both ends of the vibration plate 20 providing the maximum displacement of the vibration plate 20. [ The damper is disposed below the weight body (30) or on the upper surface of the base (60).

탄성 변위부(40)는 진동플레이트(20)와 베이스(60) 사이에 배열되되, 다각형 띠의 형상, 다시 말하자면 폐다각형상으로 형성되어 있다. 특히, 탄성 변위부(40)는 그 내부를 가로질러 압전소자(50)를 배열한다. 덧붙여서, 압전소자(50)는 진동플레이트(20)와 베이스(60)의 형성방향과 나란하게 배열되도록 한다.The elastic displacement part 40 is arranged between the vibration plate 20 and the base 60, and is formed in the shape of a polygonal band, that is, a pulsed polygonal shape. In particular, the elastic displacement portion 40 arranges the piezoelectric element 50 across the inside thereof. In addition, the piezoelectric element 50 is arranged in parallel to the direction in which the vibration plate 20 and the base 60 are formed.

바람직하기로, 탄성 변위부(40)는 편평한 상부면(41)과 편평한 하부면(42)을 갖춘 폐다각형상으로 이루어진다. 탄성 변위부(40)의 상부면(41)은 진동플레이트(20)의 하부면 중심부에 용접 혹은 본딩 등의 다양한 방식으로 결합되되, 탄성 변위부(40)의 편평한 상부면(41)이 편평한 플레이트 형상의 진동플레이트(20) 중심부와 밀착되게 결합될 수 있도록 돕는다.Preferably, the resilient displacements 40 are of a lung polygonal shape with a flat upper surface 41 and a flat lower surface 42. The upper surface 41 of the elastic displacement portion 40 is joined to the center portion of the lower surface of the vibration plate 20 in various ways such as welding or bonding and the flat upper surface 41 of the elastic displacement portion 40 is connected to the flat plate Shaped vibrating plate 20 so as to be brought into close contact with the center portion.

또한, 탄성 변위부(40)의 하부면(42)은 베이스(60)의 상부면에 용접 혹은 본딩 등의 다양한 방식으로 결합되되, 탄성 변위부(40)의 편평한 하부면(42)이 편평판 플레이트 형상의 베이스(60)와 밀착되게 결합될 수 있도록 돕는다.The lower surface 42 of the resilient displacement portion 40 is coupled to the upper surface of the base 60 in various ways such as welding or bonding while the flat lower surface 42 of the resilient displacement portion 40 is engaged with the flat surface Shaped base 60 so as to be brought into close contact with each other.

본 발명에 따른 탄성 변위부(40)는 도시된 바와 같이 그 내부에 압전소자(50)를 배치하는데, 압전소자(50)와의 신뢰성 있는 결합을 보장하기 위해 압전소자(50)의 결합 부위(참조부호 없음)를 편평하게 형성하도록 한다. 즉, 탄성 변위부(40)는 편평한 상부면과 하부면 그리고 편평한 결합 부위를 제공하는 8각형 띠의 형상으로 형성될 수 있다.The elastic displacement portion 40 according to the present invention is arranged with the piezoelectric element 50 inside thereof as shown in the figure and in order to ensure a reliable coupling with the piezoelectric element 50, No code) is formed to be flat. That is, the resilient displacement portion 40 may be formed in the shape of an octagonal band that provides a flat top surface and a bottom surface and a flat coupling portion.

전술된 바와 같이, 탄성 변위부(40)는 팽창 및 수축 변형을 반복하는 압전소자(50)와 일체로 변형될 수 있도록 탄성력을 가진 서스 등의 금속 재질로 제작될 수 있다. 선택가능하기로, 탄성 변위부(40)는 압전소자(50)와 일체로 변형을 돕도록 압전소자의 열팽창계수와 유사한 재질인 인바(invar)로 제작될 수 있다. As described above, the elastic displacement portion 40 can be made of a metal material such as a sass having an elastic force so as to be deformed integrally with the piezoelectric element 50 repeating the expansion and shrinkage deformation. The elastic displacement part 40 can be made of invar which is a material similar to the thermal expansion coefficient of the piezoelectric element so as to facilitate deformation with the piezoelectric element 50. [

탄성 변위부(40)가 압전소자(50)와 유사한 열팽창계수를 가진 인바 재질로 형성되어, 압전소자(50)는 고온의 환경 하에서도 작동 혹은 열 충격시 발생하는 써멀 스트레스(thermal stress)가 감소되기 때문에 전기적 특성이 저하되는 압전 열화현상을 방지하는 효과를 가진다.
The elastic displacement portion 40 is formed of an invar material having a thermal expansion coefficient similar to that of the piezoelectric element 50 so that the piezoelectric element 50 can be operated under a high temperature environment or can be reduced in thermal stress It has an effect of preventing the piezoelectric deterioration phenomenon in which the electrical characteristics are lowered.

PCB를 통해 압전소자(50)에 전원이 인가되는 경우에, 압전소자(50)는 탄성 변위부(40)를 매개로 하여 진동플레이트(20) 아래에 배열되어 팽창 및/또는 수축 과정을 통해 진동플레이트(20)의 중심부를 중심으로 하여 모멘트가 발생하게 된다. 진동플레이트(20)는 하부에 배치된 탄성 변위부(40) 상에 안착되고 베이스(60)와 소정의 간격을 두고 이격된 상태로 모멘트가 발생하기 때문에 진동플레이트(20)의 양 단부가 상하방향으로 진폭 변위가 일어나 진동을 발생시킨다. 당해 분야의 숙련자들에게 널리 알려져 있듯이, 압전소자(50)는 다양한 재질로 만들어질 수 있으며, 특히 폴리머로 만들어진다.When power is applied to the piezoelectric element 50 through the PCB, the piezoelectric element 50 is arranged under the vibration plate 20 via the elastic displacement portion 40 and is subjected to vibration and / A moment is generated centering on the center of the plate 20. Since the vibration plate 20 is placed on the elastic displacement portion 40 disposed at the lower portion and a moment is generated in a state where the vibration plate 20 is spaced apart from the base 60 by a predetermined distance, The amplitude displacement occurs to generate vibration. As is well known to those skilled in the art, the piezoelectric element 50 can be made of a variety of materials, especially made of polymer.

덧붙여서, 압전소자(50)는 단층형 또는 다층형으로 적층되어 구성될 수 있다. 만약 다층형으로 적층된 압전소자는 낮은 외부 전압에서도 압전소자의 구동에 필요한 전계를 확보할 수 있다. 이에, 본 발명에 따른 압전진동모듈(1)의 구동 전압을 낮출 수 있는 효과를 야기시킬 수 있으므로 본 발명에서는 다층형으로 적층된 압전소자(50)를 채용하는 것이 바람직하다.
In addition, the piezoelectric elements 50 may be constructed by stacking a monolayer type or a multilayer type. If a multilayer piezoelectric element is used, it is possible to secure an electric field required for driving the piezoelectric element even at a low external voltage. Therefore, it is possible to lower the driving voltage of the piezoelectric vibration module 1 according to the present invention, so that it is preferable to adopt a piezoelectric element 50 laminated in a multilayer structure in the present invention.

베이스(60)는 도시되었듯이 전반적으로 가늘고 긴 편평한 형상의 플레이트로 형성되되, 상부 케이스(10)의 개방 하부면을 덮어씌울 수 있는 크기와 형상으로 형성되어 있다.As shown, the base 60 is formed as a generally elongated flat plate, and is formed in a size and shape so as to cover the open lower surface of the upper case 10.

상부 케이스(10)와 베이스(60)는 당해 분야의 숙련자들에게 이미 널리 알려져 있는 코킹(caulking), 용접 혹은 본딩 등의 다양한 방식으로 결합될 수 있다.
The upper case 10 and the base 60 may be joined in a variety of ways such as caulking, welding, or bonding, as is well known to those skilled in the art.

본 발명에 따른 압전진동모듈(1)은 도 4a 내지 도 4c를 참조로 하여 터치스크린 패널 혹은 LCD와 같은 화상표시부에 결합되어 진동력을 외부로 전달하는데, 진동력 생성에 대한 구동에 대해 아래에서 간략하게 기술한다.4A to 4C, the piezoelectric vibration module 1 according to the present invention is coupled to an image display unit such as a touch screen panel or LCD to transmit vibration power to the outside. Briefly describe.

도 4a는 외부 전원이 인가되기 전의 상태를 도시한 압전진동모듈(1)의 정면도이다. 4A is a front view of the piezoelectric vibration module 1 showing a state before external power is applied.

도 4b는 전원 인가시 압전소자(50)의 길이가 팽창된 압전진동모듈(1)의 정면도로서, 압전소자(50)의 길이가 길어지면 탄성 변위부(40)를 압전진동모듈(1)의 양 단부를 향해 강제로 밀어붙이게 된다. 탄성 변위부(40)가 압전소자(50)의 인장방향으로 변형되므로 탄성 변위부(40)의 높이가 낮아지게 된다. 다시 말하자면, 탄성 변위부(40)의 상부면(41)과 하부면(42) 사이의 높이차는 전원 인가되기 전보다 좁아지게 된다. 이는 탄성 변위부(40)의 상부면(41) 상에 안착된 진동플레이트(20)의 중심부가 도 4a에 도시된 탄성 변위부(40)보다 낮게 위치되면서 진동플레이트(20)의 양 단부를 상방으로 이동하게 한다.4B is a front view of the piezoelectric vibrating module 1 in which the length of the piezoelectric element 50 is expanded when the power is applied and when the length of the piezoelectric element 50 becomes long, And pushes it toward both ends. Since the elastic displacement portion 40 is deformed in the direction of extension of the piezoelectric element 50, the height of the elastic displacement portion 40 is reduced. In other words, the height difference between the upper surface 41 and the lower surface 42 of the elastic displacement portion 40 becomes smaller than before the power is applied. The center portion of the vibration plate 20 mounted on the upper surface 41 of the elastic displacement portion 40 is located lower than the elastic displacement portion 40 shown in FIG. 4A, .

바람직하기로, 진동플레이트(20)의 양 단부에 배치된 중량체의 이격 거리는 탄성 변위부의 최대 인장길이보다 길게 형성되어야 한다. 신장된 탄성 변위부의 단부가 인접해 있는 각각의 중량체와 접촉되지 않도록 한다. 탄성 변위부(40)가 중량체(30)와 접촉하게 되면 탄성 변위부(40)의 구동 변위에 영향을 미치게 될 것이다.Preferably, the spacing distance of the weight disposed at both ends of the vibrating plate 20 should be greater than the maximum tensile length of the resilient displacement portion. So that the ends of the elongated elastic displacements are not in contact with the respective weights adjacent to each other. When the resilient displaceable portion 40 comes in contact with the weight 30, it will affect the driving displacement of the resilient displaceable portion 40.

도 4c는 전원 인가시 압전소자(50)의 길이가 수축된 압전진동모듈(1)의 정면도로서, 압전소자(50)의 길이가 줄어들면 압전소자(50)의 양 단부에 결합된 탄성 변위부(40)를 압전진동모듈(1)의 중심부를 향해 오그리게 한다. 즉, 탄성 변위부(40)의 상부면(41)과 하부면(42) 사이의 이격거리가 전원 인가되기 전보다 길어지게 된다. 이는 탄성 변위부(40)의 상부면(41) 상에 안착된 진동플레이트(20)의 양 단부를 하방으로 이동하게 한다.4C is a front view of the piezoelectric vibrating module 1 in which the length of the piezoelectric element 50 is contracted when the power is applied and the elastic displacement part 50 is connected to both ends of the piezoelectric element 50 when the length of the piezoelectric element 50 is reduced. (40) toward the center of the piezoelectric vibration module (1). That is, the distance between the upper surface 41 and the lower surface 42 of the elastic displacement portion 40 becomes longer than before the power is applied. This causes both ends of the vibration plate 20, which are seated on the upper surface 41 of the elastic displacement portion 40, to move downward.

즉, 본 발명에 따른 압전진동모듈(1)은 도 4b와 도 4c의 압전소자(50)의 팽창 또는 수축 변형을 통해 탄성 변위부(40)의 높낮이를 발생하게 한다. 이러한 연속 운동을 통해 탄성 변위부(40) 상에 안착된 진동플레이트(20)가 상하방향으로 병진이동하게 될 것이다. 이와 동시에, 상하방향으로 병진운동하는 진동플레이트(20)는 이의 양 단부에 구비된 중량체(30)를 수단으로 하여 진동플레이트(20)의 양 단부를 상하방향으로 진폭을 더 크게 유도할 수 있다. 이러한 진동플레이트(20)의 상하이동 변위와 진동플레이트(20)의 진폭 증가를 통해 더욱 개선된 진동력을 제공할 수 있게 될 것이다.
That is, the piezoelectric vibration module 1 according to the present invention causes the elastic displacement portion 40 to be raised by the expansion or contraction deformation of the piezoelectric element 50 of FIGS. 4B and 4C. Through this continuous motion, the vibration plate 20 seated on the elastic displacement portion 40 will be translated in the vertical direction. At the same time, the vibrating plate 20, which translates in the up-and-down direction, can induce both ends of the vibrating plate 20 to have larger amplitudes in the vertical direction by means of the weight 30 provided at both ends thereof . It will be possible to provide a more improved vibration force through the upward and downward displacement of the vibration plate 20 and the increase of the amplitude of the vibration plate 20. [

앞서 기술된 구동 과정은 본 발명에 채용된 압전소자와 탄성 변위부 및 진동플레이트의 변위에 대한 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 구동 방식을 한정하는 것이 아님을 미리 밝혀둔다.
It is to be noted that the above-described driving process is not limited to the driving method of the present invention in order to facilitate understanding of the displacement of the piezoelectric element, the elastic displacement portion and the vibration plate employed in the present invention.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 압전진동모듈은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
While the present invention has been described in detail with reference to the specific embodiments thereof, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. The scope of the present invention is not limited to the above- It is obvious that the modification and the modification can be made by the person having.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1 : 압전진동모듈 10 : 상부케이스
20 : 진동플레이트 30 : 중량체
40 : 탄성 변위부 50 : 압전소자
60 : 베이스1: piezoelectric vibration module 10: upper case
20: vibrating plate 30:
40: elastic displacement part 50: piezoelectric element
60: Base

Claims (14)

하부면을 개방하고 내부공간을 형성하는 상부 케이스와;
상기 상부 케이스의 하부면에 결합되어 상기 상부 케이스의 내부공간을 덮어씌우는 베이스;
외부 전원의 인가에 따라 팽창 및 수축 변형을 반복하여 진동력을 생성하는 압전소자;
상기 상부 케이스와 베이스의 내부에 배치되어, 상하?향으로 이동하는 진동플레이트; 및
다각형 띠의 형상을 갖추고 그 내부를 가로질러 상기 압전소자를 구비하며, 상기 진동플레이트와 베이스 사이에 배치되는 탄성 변위부;로 이루어진 압전진동모듈.
An upper case which opens the lower surface and forms an inner space;
A base coupled to a lower surface of the upper case to cover the inner space of the upper case;
A piezoelectric element which generates a vibration force by repeating expansion and contraction deformation according to application of external power;
A vibrating plate disposed inside the upper case and the base, the vibrating plate moving up and down; And
And a resilient displacement portion having a shape of a polygonal band and having the piezoelectric element across the inside thereof and disposed between the vibration plate and the base.
청구항 1에 있어서,
상기 탄성 변위부는 상기 진동플레이트와 접촉하는 편평한 상부면과 상기 베이스와 접촉하는 편평한 하부면을 추가로 구비하는 압전진동모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the elastic displacement portion further comprises a flat upper surface contacting the vibration plate and a flat lower surface contacting the base.
청구항 1에 있어서,
상기 탄성 변위부는 상기 진동플레이트의 중심부에 배치되는 압전진동모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the elastic displacement portion is disposed at a central portion of the vibration plate.
청구항 1에 있어서,
상기 탄성 변위부는 8각형 띠의 형상으로 이루어진 압전진동모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the elastic displacement portion has an octagonal band shape.
청구항 1에 있어서,
상기 상부 케이스와 상기 진동플레이는 소정의 이격 간격으로 떨어져 있는 압전진동모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the upper case and the vibration play are spaced apart at a predetermined spacing.
청구항 1에 있어서,
상기 탄성 변위부는 상기 진동플레이트와 동일한 재질로 제작되는 압전진동모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the elastic displacement portion is made of the same material as the vibration plate.
청구항 1에 있어서,
상기 진동플레이트는 상기 탄성 변위부를 중심으로 좌우대칭되게 중량체를 추가로 구비하는 압전진동모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the vibrating plate further comprises a weight member symmetrically about the elastic displacement portion.
청구항 7에 있어서,
상기 중량체들의 이격 거리는 상기 탄성 변위부의 최대 인장길이보다 길게 형성되어 있는 압전진동모듈.
The method of claim 7,
And the spacing distance of the weight members is longer than the maximum tensile length of the elastic displacement unit.
청구항 7에 있어서,
상기 진동플레이트는 이의 양단부에 지지면을 추가로 구비하는 압전진동모듈.
The method of claim 7,
Wherein the vibrating plate further comprises a supporting surface at both ends thereof.
청구항 7에 있어서,
상기 진동플레이트의 일 단부에 장착된 중량체와 상기 진동플레이트의 타 단부에 중량체는 동일한 질량을 갖는 압전진동모듈.
The method of claim 7,
And the weight is mounted on one end of the vibration plate and the other end of the vibration plate has the same mass.
청구항 1에 있어서,
상기 상부 케이스와 상기 진동플레이트 사이에 댐퍼를 추가로 구비하는 압전진동모듈.
The method according to claim 1,
And a damper is further provided between the upper case and the vibration plate.
청구항 7에 있어서,
상기 베이스와 상기 중량체 사이에 댐퍼를 추가로 구비하는 압전진동모듈.
The method of claim 7,
And a damper between the base and the weight.
청구항 7에 있어서,
상기 중량체는 상기 베이스와 상호 떨어지게 배치되는 압전진동모듈.
The method of claim 7,
And the weight is disposed apart from the base.
청구항 1에 있어서,
상기 진동플레이트는 상기 베이스와 상호 떨어지게 배치되는 압전진동모듈.
The method according to claim 1,
And the vibrating plate is disposed apart from the base.
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