KR101272583B1 - Vibrator mounted piezoelectric element - Google Patents

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KR101272583B1 KR1020120038058A KR20120038058A KR101272583B1 KR 101272583 B1 KR101272583 B1 KR 101272583B1 KR 1020120038058 A KR1020120038058 A KR 1020120038058A KR 20120038058 A KR20120038058 A KR 20120038058A KR 101272583 B1 KR101272583 B1 KR 101272583B1
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Abstract

PURPOSE: A vibrator with a piezoelectric element is provided to reduce the warp deformation of a vibration plate, thereby prevent plastic deformation. CONSTITUTION: A vibration plate is combined to the inside of a case. A piezoelectric element(40) is warped and deformed by the vibration plate. The piezoelectric element vertically vibrates the vibration plate. A power supply unit(50) permits power to the piezoelectric element. A supporting part(12) protrudes from both sides of a base.

Description

압전소자가 장착된 바이브레이터 { Vibrator mounted piezoelectric element }Vibrator mounted piezoelectric element}

본 발명은 압전소자가 장착된 바이브레이터로써, 압전소자의 변형을 이용하여 진동을 발생시키는 압전소자가 장착된 바이브레이터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibrator equipped with a piezoelectric element, and to a vibrator equipped with a piezoelectric element that generates vibration by using a deformation of the piezoelectric element.

근래에는 소형 휴대단말기의 터치스크린 또는 터치패드를 통해 햅틱 피드백을 구현하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다.Recently, researches for implementing haptic feedback through touch screens or touch pads of small portable terminals have been actively conducted.

이러한 휴대단말기에 햅틱 피드백을 제공하기 위한 장치로 진동발생장치가 주로 이용되고 있다.Vibration generating device is mainly used as a device for providing haptic feedback to such a mobile terminal.

등록특허공보 제10-1016208호에는 이러한 진동발생장치를 이용한 혼합형 액추에이터가 개시되어 있다.Korean Patent No. 10-1016208 discloses a hybrid actuator using such a vibration generating device.

도 1은 종래의 진동발생장치를 이용한 액추에이터의 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view of an actuator using a conventional vibration generating device.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 진동발생장치를 이용한 혼합형 액추에이터는, 인가되는 전원의 세기에 따라 진동을 발생시키는 진동발생장치(11,12); 상기 진동발생장치(11,12)의 하부에 이격 배치되고, 탄성을 갖는 하판(20); 상기 진동발생장치(11,12) 및 하판(20) 사이에 배치되고, 전자기유도에 의한 자력을 통해 상기 하판(20)을 진동시키는 전자기력발생장치(30); 상기 진동발생장치(11,12) 및 하판(20)이 상호 이격되어 진동 가능하도록 상기 진동발생장치(11,12)의 일단 및 하판(20)의 일단을 고정하는 고정수단(40)을 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, a hybrid actuator using a conventional vibration generator includes vibration generators 11 and 12 that generate vibrations according to the strength of an applied power; A lower plate 20 disposed below the vibration generating device 11 and 12 and having elasticity; An electromagnetic force generator 30 disposed between the vibration generators 11 and 12 and the lower plate 20 to vibrate the lower plate 20 through magnetic force due to electromagnetic induction; Including the fixing means 40 for fixing one end of the vibration generating device (11, 12) and one end of the lower plate 20 so that the vibration generating device (11, 12) and the lower plate 20 is spaced apart from each other. Is done.

구체적으로 상기 진동발생장치(11,12)는 진동판(11) 및 압전소자(12)로 이루어진다.Specifically, the vibration generating device (11, 12) is composed of a diaphragm 11 and a piezoelectric element (12).

상기 진동판(11)은 상하방향으로 진동 가능한 얇은 판 형상의 부재로 탄성체로 제작된다.The diaphragm 11 is made of an elastic body with a thin plate-like member capable of vibrating in the vertical direction.

상기 압전소자(12)는 피에조(piezo) 액추에이터로써, 제공되는 전원의 세기에 따라 길이방향으로 확장 또는 수축한다.The piezoelectric element 12 is a piezo actuator, which extends or contracts in the longitudinal direction depending on the strength of the power supply provided.

이러한 상기 압전소자(12)는 상기 진동판(11)의 일측에 결합되어 확장 및 수축하면서 상기 진동판(11)을 상하방향으로 진동시킨다.The piezoelectric element 12 is coupled to one side of the diaphragm 11 to vibrate the diaphragm 11 in an up and down direction while expanding and contracting.

그러나 종래의 진동발생장치(11,12)를 이용한 액추에이터는 사용자의 부주의나 제품 낙하실험 등의 기타 요인에 의해 강한 충격이 가해지면 상기 진동판(11)이 탄성한계점을 벗어나 소성변형되어 작동이 불가능한 문제점이 있다.However, the actuator using the conventional vibration generating devices (11, 12) is a problem that the diaphragm 11 is plastically deformed out of the elastic limit point and is impossible to operate when a strong impact is applied due to user's carelessness or other factors such as product drop test. There is this.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 진동력을 증대시키면서 외부의 강한 충격에도 진동판의 소성변형을 방지하여 내충격성이 향상된 압전소자가 장착된 바이브레이터를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a vibrator equipped with a piezoelectric element having improved impact resistance by preventing plastic deformation of the diaphragm even under external strong impact while increasing vibration force.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 압전소자가 장착된 바이브레이터는, 상면 또는 하면이 진동 발생 대상물에 결합되는 케이스와; 상기 케이스의 내부에 결합되는 진동판과; 상기 진동판에 결합되어 휨 변형되면서 상기 진동판을 상하방향으로 진동시키는 압전소자와; 상기 압전소자에 전원을 인가하는 전원부; 를 포함하여 이루어지되, 상기 케이스는, 베이스와; 상기 베이스의 양측에서 각각 돌출 형성되고, 상기 진동판의 양측이 결합되어 상기 진동판을 상하방향으로 탄성지지하는 지지부; 를 포함하여 이루어지며, 외부 충격에 의해 휨 변형되는 상기 진동판은 상기 지지부와 함께 휨 변형되면서 그 변형량이 감소한다.Vibrator equipped with a piezoelectric element of the present invention for achieving the above object, the upper surface or the lower surface is coupled to the vibration generating object; A diaphragm coupled to the inside of the case; A piezoelectric element coupled to the diaphragm to vibrate and deform the diaphragm in a vertical direction; A power supply unit applying power to the piezoelectric element; It comprises, but the case, the base; Protruding portions formed at both sides of the base, respectively, and both sides of the diaphragm are coupled to each other to support the diaphragm in an up and down direction; It is made, including, the diaphragm that is flexurally deformed by the external impact is reduced with the deformation while the flexural deformation with the support.

상기 지지부의 두께는 상기 진동판의 두께보다 얇다.The thickness of the support is thinner than the thickness of the diaphragm.

상기 지지부는 상기 베이스의 양단에서 각각 상기 진동판이 배치된 내측방향으로 돌출 형성되되, 상기 지지부는 수회 절곡 형성되어 상기 진동판을 상방향으로 탄성지지한다.The support part is formed to protrude in the inward direction in which the diaphragm is disposed at both ends of the base, respectively, and the support part is bent several times to elastically support the diaphragm in the upward direction.

상기 지지부는, 상기 베이스와 수직을 이루는 수직부와; 상기 수직부에서 연장 형성되고, 상기 베이스의 하면과 이격되어 평행한 수평부; 로 이루어지되, 상기 수직부와 수평부는 반복적으로 연장 형성되어 상기 진동판에 결합된다.The support portion includes a vertical portion perpendicular to the base; A horizontal portion extending from the vertical portion and spaced apart from and parallel to the bottom surface of the base; It consists of, the vertical portion and the horizontal portion is formed to extend repeatedly coupled to the diaphragm.

상기 진동판의 하부에 결합되어 상기 진동판과 함께 진동하는 중량체를 더 포함하여 이루어지되, 상기 중량체에는 측방향으로 걸림돌기가 돌출 형성되고, 상기 케이스에는 상기 걸림돌기의 상하 이동거리를 제한하는 걸림홈이 형성된다.Is coupled to the lower portion of the diaphragm further comprises a weight body that vibrates with the diaphragm, wherein the weight body is formed with a projection protrusion protruding in the lateral direction, the case is a locking groove for limiting the vertical movement distance of the locking projection Is formed.

본 발명에 따른 압전소자가 장착된 바이브레이터는 다음과 같은 효과가 있다.The vibrator equipped with a piezoelectric element according to the present invention has the following effects.

베이스에서 돌출 형성된 지지부가 진동판을 탄성지지하여 외부 충격 발생시 지지부가 진동판과 함께 휨 변형되면서 진동판의 휨 변형을 감소시키기 때문에 외부의 강한 충격에도 진동판의 과도한 변형에 의한 소성변형을 방지하여 내충격성을 향상시킬 수 있다.The support part protruding from the base elastically supports the diaphragm, and when the external impact occurs, the support part is deformed along with the diaphragm to reduce the bending deformation of the diaphragm. You can.

또한, 지지부의 두께는 진동판의 두께보다 얇게 제작되어 외부로부터 강한 충격이 가해졌을 때, 지지부에 더 많은 변형이 발생하면서 진동판이 상하방향으로 진동함으로써, 진동판의 과도한 변형 및 압전소자의 파손을 방지할 수 있다.In addition, when the thickness of the support is made thinner than the thickness of the diaphragm, when a strong impact is applied from the outside, the diaphragm vibrates up and down while more deformation occurs in the support, thereby preventing excessive deformation of the diaphragm and damage of the piezoelectric element. Can be.

또한, 압전소자가 결합된 진동판에 걸림돌기가 돌출 형성된 중량체가 결합되어 진동판의 상하 이동거리가 제한됨으로써, 압전소자의 과도한 변형을 제한하여 압전소자의 파손을 방지할 수 있다.In addition, the weight of the diaphragm is coupled to the vibration plate coupled to the piezoelectric element is coupled is coupled to limit the vertical movement distance of the vibration plate, it is possible to limit the excessive deformation of the piezoelectric element to prevent breakage of the piezoelectric element.

도 1은 종래의 진동발생장치를 이용한 액추에이터의 측단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압전소자가 장착된 바이브레이터의 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압전소자가 장착된 바이브레이터의 분해사시도,
도 4는 도 2의 A-A선을 취하여 본 단면도,
도 5는 도 2의 B-B선을 취하여 본 단면도,1 is a side cross-sectional view of an actuator using a conventional vibration generating device,
2 is a perspective view of a vibrator equipped with a piezoelectric element according to an embodiment of the present invention;
3 is an exploded perspective view of a vibrator equipped with a piezoelectric element according to an embodiment of the present invention;
4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2;
5 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 압전소자가 장착된 바이브레이터의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압전소자가 장착된 바이브레이터의 분해사시도이며, 도 4는 도 2의 A-A선을 취하여 본 단면도이고, 도 5는 도 2의 B-B선을 취하여 본 단면도이다.Figure 2 is a perspective view of a vibrator equipped with a piezoelectric element according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view of a vibrator equipped with a piezoelectric element according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a line AA of Figure 2 5 is a sectional view taken along line BB of FIG. 2.

도 5는 외부 충격 발생시 지지부가 탄성변형되면서 진동판이 상하방향으로 진동하는 상태를 나타낸 도면이다.5 is a view showing a state in which the diaphragm vibrates in the vertical direction while the support portion elastically deforms when an external impact occurs.

본 발명의 실시예에 따른 압전소자가 장착된 바이브레이터는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 케이스(10), 진동판(20), 중량체(30), 압전소자(40) 및 전원부(50)로 이루어진다.Vibrator equipped with a piezoelectric element according to an embodiment of the present invention, as shown in Figures 2 to 5, the case 10, the diaphragm 20, the weight 30, the piezoelectric element 40 and the power supply 50 )

상기 케이스(10)는 상면 또는 하면이 진동 발생 대상물에 결합된다.The case 10 has an upper or lower surface coupled to the vibration generating object.

이러한 상기 케이스(10)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스(11), 지지부(12) 및 커버(13)로 이루어진다.As shown in FIGS. 2 and 3, the case 10 includes a base 11, a support 12, and a cover 13.

상기 베이스(11)는 상기 대상물에 면접하여 고정되고, 상부가 개방되어 내부에 상기 진동판(20), 중량체(30), 압전소자(40)가 삽입 배치된다.The base 11 is fixed by interviewing the object, and the upper part is opened so that the diaphragm 20, the weight body 30, and the piezoelectric element 40 are inserted therein.

상기 지지부(12)는 상기 베이스(11)의 양측에서 각각 돌출 형성되고, 상기 진동판(20)의 양측이 결합되어 상기 진동판(20)을 상하방향으로 탄성지지한다.The support part 12 protrudes from both sides of the base 11, and both sides of the diaphragm 20 are coupled to elastically support the diaphragm 20 in the vertical direction.

이러한 상기 지지부(12)는 상기 베이스(11)의 양단에서 각각 상기 진동판(20)이 배치된 내측방향으로 돌출되어 수회 절곡 형성되고, 수직부(12a,12c,12e)와 수평부(12b,12d,12f)로 이루어진다.The support part 12 is formed to be bent several times by protruding inwardly in which the diaphragm 20 is disposed at both ends of the base 11, and the vertical parts 12a, 12c, and 12e and the horizontal parts 12b and 12d, respectively. , 12f).

상기 수직부(12a,12c,12e)는 상기 베이스(11)와 수직을 이루고, 상기 수평부(12b,12d,12f)는 상기 베이스(11)의 하면과 이격되어 상기 베이스(11)와 평행하게 배치된다.The vertical portions 12a, 12c, and 12e are perpendicular to the base 11, and the horizontal portions 12b, 12d, and 12f are spaced apart from the lower surface of the base 11 to be parallel to the base 11. Is placed.

구체적으로 상기 지지부(12)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 베이스(11)에서 돌출 형성되어 상기 베이스(11)와 수직을 이루는 제1수직부(12a), 상기 제1수직부(12a)에서 연장 형성되어 상기 베이스(11)와 평행하게 배치된 제1수평부(12b), 상기 제1수평부(12b)에서 연장 형성되어 상기 제1수평부(12b)와 수직을 이루는 제2수직부(12c), 상기 제2수직부(12c)에서 연장 형성되어 상기 베이스(11)와 평행하게 배치된 제2수평부(12d), 상기 제2수평부(12d)에서 연장 형성되어 상기 제2수평부(12d)와 수직을 이루는 제3수직부(12e), 상기 제3수직부(12e)에서 연장 형성되어 상기 베이스(11)와 평행하게 배치된 제3수평부(12f)로 이루어진다.Specifically, as shown in FIG. 4, the support part 12 protrudes from the base 11 to be perpendicular to the base 11 and the first vertical part 12a and the first vertical part 12a. A first horizontal portion 12b extending from the first horizontal portion 12b and parallel to the base 11, and a second vertical portion extending from the first horizontal portion 12b and perpendicular to the first horizontal portion 12b 12c, a second horizontal portion 12d extending from the second vertical portion 12c and disposed parallel to the base 11, and extending from the second horizontal portion 12d and extending from the second horizontal portion 12d. And a third vertical portion 12e perpendicular to the portion 12d, and a third horizontal portion 12f extending from the third vertical portion 12e and disposed in parallel with the base 11.

상기 제3수평부(12f)는 상기 제3수직부(12e)에서 상기 제2수직부(12c) 방향으로 절곡 형성되고 상기 진동판(20)이 결합된다.The third horizontal portion 12f is bent from the third vertical portion 12e toward the second vertical portion 12c and the diaphragm 20 is coupled thereto.

이러한 상기 지지부(12)는 탄성체로 이루어지고, 두께가 상기 진동판(20)의 두께보다 얇다.The support 12 is made of an elastic body, the thickness is thinner than the thickness of the diaphragm 20.

즉, 상기 지지부(12)는 상기 진동판(20)의 두께보다 얇게 이루어져 상기 진동판(20)이 휨 변형될 때 함께 휨 변형되면서 상기 진동판(20)의 휨 변형을 감소시킨다.That is, the support 12 is made thinner than the thickness of the diaphragm 20 to reduce the flexural deformation of the diaphragm 20 while the diaphragm 20 is flexibly deformed when the diaphragm 20 is flexurally deformed.

이에 따라 외부로부터 강한 충격이 가해졌을 때, 상기 지지부(12)와 함께 상기 진동판(20)이 상하방향으로 진동하게 됨으로써 상기 진동판(20)이 과도하게 휨 변형되어 소성변형되는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, when a strong shock is applied from the outside, the diaphragm 20 vibrates up and down together with the support 12, thereby preventing the diaphragm 20 from excessively bending deformation and plastic deformation.

또한, 상기 진동판(20)에 결합된 압전소자(40)가 상기 진동판(20)과 함께 과도하게 휨 변형되면서 파손되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the piezoelectric element 40 coupled to the diaphragm 20 may be prevented from being excessively bent and deformed together with the diaphragm 20.

경우에 따라 상기 진동판(20)과 지지부(12)에 두께 차이를 두지 않고 상기 진동판(20)을 상기 지지부(12)보다 강성이 큰 재질로 제작하여 상기 지지부(12)가 더 많이 변형되도록 할 수도 있다.In some cases, the diaphragm 20 may be made of a material having a rigidity higher than that of the support part 12 without having a thickness difference between the diaphragm 20 and the support part 12 so that the support part 12 may be more deformed. have.

한편, 본 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 지지부(12)의 형상을 특정하였지만 상기 지지부(12)는 전술한 형상에 국한되지 않고 다양한 형상으로 형성하여 상기 진동판(20)을 탄성지지하도록 할 수도 있다.Meanwhile, in the present embodiment, the shape of the support part 12 is specified as shown in FIG. 4, but the support part 12 is not limited to the above-described shape, but is formed in various shapes to elastically support the diaphragm 20. You may.

상기 커버(13)는 상기 베이스(11)에 결합되어 상기 베이스(11)의 상부를 덮는다.The cover 13 is coupled to the base 11 to cover the upper portion of the base 11.

이러한 상기 케이스(10)에는 상기 진동판(20)에 형성된 걸림돌기(33)의 상하 이동거리를 제한하는 걸림홈(14)이 형성된다.The case 10 is formed with a locking groove 14 for limiting the vertical movement distance of the locking projection 33 formed on the diaphragm 20.

구체적으로 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 베이스(11)의 측면 상단에는 하방향으로 오목한 홈(14a)이 형성되고, 상기 커버(13)에는 상기 베이스(11)에 형성된 홈(14a)에 삽입되는 돌기(14b)가 형성되어, 상호 결합된 상기 베이스(11)와 커버(13) 사이에 상기 걸림홈(14)이 형성된다.Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, a recessed recess 14a is formed in the upper side of the base 11 and a recess 14a formed in the base 11 is formed in the cover 13. A protrusion 14b inserted into the bottom surface is formed, and the locking groove 14 is formed between the base 11 and the cover 13 which are coupled to each other.

상기 걸림홈(14)에는 상기 걸림돌기(33)가 삽입 배치된다.The locking protrusion 33 is inserted into the locking groove 14.

이러한 상기 걸림홈(14)의 상하 이격 거리는 상기 걸림돌기(33)의 상하 두께보다 길게 형성되어 상기 걸림홈(14)에서 상기 걸림돌기(33)가 상하 이동하며, 상기 걸림홈(14)에 의해 상기 걸림돌기(33)의 상하 이동거리가 제한된다.The vertical separation distance of the locking groove 14 is formed longer than the vertical thickness of the locking projection 33, the locking projection 33 is moved up and down in the locking groove 14, by the locking groove 14 The vertical movement distance of the locking protrusion 33 is limited.

더욱 구체적인 설명은 상기 걸림돌기(33)와 함께 후술하도록 한다.A more detailed description will be described later together with the locking protrusion 33.

한편, 상기 케이스(10)에는 상기 걸림홈(14)을 형성하지 않고 상기 걸림돌기(33)의 상하 이동을 제한할 수 있도록 내측 방향으로 별도의 돌기를 형성할 수도 있으나, 본 실시예와 같이 상기 케이스(10)에 상기 걸림홈(14)을 형성하여 상기 걸림돌기(33)가 삽입 배치되도록 함으로써 상기 케이스(10)의 전체 부피를 최소화할 수 있다.On the other hand, the case 10 may be provided with a separate protrusion in the inward direction to limit the vertical movement of the locking projection 33 without forming the locking groove 14, as shown in the present embodiment By forming the locking groove 14 in the case 10 so that the locking protrusion 33 is inserted and disposed, the entire volume of the case 10 may be minimized.

상기 진동판(20)은 양단이 상기 지지부(12)에 결합되어 상기 케이스(10)의 내부에 배치된다.Both ends of the diaphragm 20 are coupled to the support part 12 and disposed inside the case 10.

상기 진동판(20)은 평판 형상으로 형성되고, 전술한 바와 같이 두께가 상기 지지부(12)의 두께보다 두껍다.The diaphragm 20 is formed in a flat plate shape, and the thickness of the diaphragm 20 is thicker than the thickness of the support 12.

이에 따라 외부 충격에 의해 상기 진동판(20)보다 두께가 얇은 상기 지지부(12)가 상기 진동판(20)과 함께 휨 변형되면서 상기 진동판(20)의 휨 변형을 감소시키기 때문에 외부 충격에 의해 상기 진동판(20)이 탄성한계점 이상 과도하게 변형되는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, since the support part 12, which is thinner than the diaphragm 20 due to an external impact, is bent and deformed together with the diaphragm 20, the bending deformation of the diaphragm 20 is reduced, so that the diaphragm may be affected by an external impact. 20) can be prevented from being excessively deformed beyond the elastic limit point.

그리고 상기 진동판(20)은 상부에 상기 압전소자(40)가 결합되어 상기 압전소자(40)와 함께 휨 변형되면서 상하방향으로 진동한다.And the diaphragm 20 is coupled to the piezoelectric element 40 on the top and vibrates in the vertical direction while bending deformation with the piezoelectric element 40.

상기 중량체(30)는 상기 진동판(20)의 하부에 결합되어 상기 진동판(20)과 함께 진동한다.The weight body 30 is coupled to the lower portion of the diaphragm 20 and vibrates with the diaphragm 20.

이러한 상기 중량체(30)는 증량부(31)와 커넥터(32)로 이루어진다.The weight body 30 is composed of an extender 31 and the connector (32).

상기 증량부(31)는 텅스텐 재질로 이루어지고, 상기 커넥터(32)에 의해 상기 진동판(20)의 하부에 결합된다.The extender 31 is made of tungsten material and is coupled to the lower portion of the diaphragm 20 by the connector 32.

텅스텐은 비중이 14~19.5 정도로 7~8 정도의 비중을 갖는 철 및 기타 금속에 비해 비중이 매우 크다.Tungsten has a higher specific gravity than iron and other metals having a specific gravity of 14-19.5 and a specific gravity of 7-8.

따라서 상기 증량부(31)는 비중이 큰 텅스텐 재질로 이루어져, 타 금속재질에 비해 상기 증량부(31)의 부피를 증가시키지 않고도 상기 진동판(20)의 질량을 더욱 증가시키거나 동일한 질량에서 부피를 더 작게 형성할 수 있다.Therefore, the increasing part 31 is made of tungsten material having a large specific gravity, and further increases the mass of the diaphragm 20 or increases the volume at the same mass without increasing the volume of the increasing part 31 compared with other metal materials. It can be made smaller.

그리고 상기 증량부(31)의 질량이 증가하면 상기 증량부(31)를 포함한 상기 진동판(20)의 고유진동수가 작아지게 되어, 상기 압전소자(40)에 의해 상기 진동판(20)이 진동할 때 공진형상에 의한 진동력의 증대가 용이하다.When the mass of the increase part 31 increases, the natural frequency of the diaphragm 20 including the increase part 31 decreases, and the vibrating plate 20 vibrates by the piezoelectric element 40. It is easy to increase the vibration force by the resonance shape.

상기 커넥터(32)는 상기 증량부(31)를 상기 진동판(20)에 결합시키고, 상기 걸림돌기(33)가 일체로 돌출 형성된다.The connector 32 couples the increase part 31 to the diaphragm 20, and the locking protrusion 33 is integrally formed to protrude.

상기 커넥터(32)는 상기 증량부(31)와 일체로 형성되어 상기 진동판(20)에 결합될 수 있으나, 상기 증량부(31)는 텅스텐 재질로 이루어져 가공이 어렵기 때문에 상기 커넥터(32)를 가공이 용이한 재질로 그 형상을 가공하여 상기 증량부(31)와 진동판(20)을 결합시킨다.The connector 32 may be integrally formed with the extender 31 and may be coupled to the diaphragm 20. However, since the extender 31 is made of tungsten, it is difficult to process the connector 32. The shape of the easy-processing material is processed to combine the increaser 31 and the diaphragm 20.

상기 걸림돌기(33)는 전술한 바와 같이 측방향으로 돌출 형성되어 상기 걸림홈(14)에 삽입 배치되며, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 걸림홈(14)의 상면 또는 하면에 접하여 상하 이동거리가 제한된다.The locking projection 33 is formed to protrude in the lateral direction as described above is inserted into the locking groove 14, the upper and lower moving distance in contact with the upper or lower surface of the locking groove 14 as shown in FIG. Is limited.

그리고 도 5에 도시된 바와 같이 상기 외부 충격과 같은 외력이 작용하지 않을 때 또는 상기 압전소자(40)에 전류가 인가되기 전의 상태에서, 상기 걸림돌기(33)와 상기 걸림홈(14)의 상면 사이의 거리는 상기 압전소자(40)와 커버(13) 사이의 거리보다 짧고, 상기 걸림돌기(33)와 상기 걸림홈(14)의 하면 사이의 거리는 상기 증량부(31)와 베이스(11) 사이의 거리보다 짧다.And as shown in Figure 5 when the external force such as the external impact is not applied or in the state before the current is applied to the piezoelectric element 40, the upper surface of the locking projection 33 and the locking groove 14 The distance between the piezoelectric elements 40 and the cover 13 is shorter than the distance, and the distance between the engaging projection 33 and the lower surface of the engaging groove 14 is between the increase portion 31 and the base 11 Shorter than

이와 같이 상기 걸림돌기(33)가 상기 걸림홈(14)에 삽입되어 상하 이동거리가 제한됨으로써, 외부의 강한 충격에도 상기 진동판(20)의 과도한 변형에 의한 소성변형을 방지하여 내충격성을 향상시킬 수 있다.In this way, the locking projection 33 is inserted into the locking groove 14 to limit the vertical movement distance, thereby improving the impact resistance by preventing plastic deformation due to excessive deformation of the diaphragm 20 even in the strong impact from the outside. Can be.

특히, 바이브레이터의 제작 후 제품에 발생할 수 있는 강한 충격에 대한 테스트를 위하여 제품을 자유낙하시키는 낙하실험에서도 상기 진동판(20)이 충격에 의해 소성변형되지 않고 정상적으로 작동되며 진동할 수 있다.In particular, even in a drop test in which the product falls freely for a test against a strong shock that may occur in the product after the manufacture of the vibrator, the diaphragm 20 may operate normally without vibrating deformation due to the impact and may vibrate.

따라서 전술한 바와 같은 바이브레이터가 장착된 휴대단말기 등의 일반적인 사용환경에서도 외부 충격에 강한 특성을 갖게 된다.Therefore, even in a general use environment such as a portable terminal equipped with a vibrator as described above, it has a strong characteristic against external impact.

또한, 상기 걸림돌기(33)의 상하 이동거리가 제한됨으로써, 상기 진동판(20)에 결합된 상기 압전소자(40)의 과도한 변형을 제한하여 상기 압전소자(40)의 파손을 방지할 수 있다.In addition, by limiting the vertical movement distance of the locking projection 33, it is possible to limit the excessive deformation of the piezoelectric element 40 coupled to the diaphragm 20 to prevent breakage of the piezoelectric element 40.

상기 압전소자(40)는 상기 진동판(20)에 결합된 상기 증량부(31)에 의해 상기 진동판(20)을 진동시키기 위한 변형량보다 더 많이 변형되기 때문에 상기 증량부(31)에 의한 진동력의 증대로 변형량이 증가하여 파손될 수 있다.Since the piezoelectric element 40 is deformed more than the amount of deformation for vibrating the diaphragm 20 by the increasing part 31 coupled to the diaphragm 20, the piezoelectric element 40 may be deformed. Increasing the amount of deformation can be broken.

이에 따라 전술한 바와 같이 상기 걸림돌기(33)에 의해 상기 압전소자(40)가 결합된 상기 진동판(20)의 상하 이동거리를 제한하여 상기 압전소자(40)에 과도한 변형이 발생하는 것을 방지하도록 하였다.Accordingly, by limiting the vertical movement distance of the diaphragm 20 to which the piezoelectric element 40 is coupled by the locking protrusion 33 to prevent excessive deformation of the piezoelectric element 40. It was.

상기 압전소자(40)는 상기 진동판(20)에 결합되어 휨 변형되면서 상기 진동판(20)을 상하방향으로 진동시킨다.The piezoelectric element 40 is coupled to the diaphragm 20 to bend and deform so as to vibrate the diaphragm 20 in the vertical direction.

구체적으로 상기 압전소자(40)는 상기 진동판(20)에 면접촉하여 결합되고, 상기 전원부(50)로부터 전원을 인가받아 상하방향으로 휨 변형된다.Specifically, the piezoelectric element 40 is coupled in surface contact with the diaphragm 20, and is bent and deformed in the vertical direction by receiving power from the power supply unit 50.

그리고 휨 변형되는 상기 압전소자(40)에 의해 상기 진동판(20)이 상하방향으로 진동하게 된다.The diaphragm 20 vibrates in the vertical direction by the piezoelectric element 40 that is bent and deformed.

상기 진동판(20)이 상하방향으로 진동하면 상기 진동판(20)이 결합된 상기 지지부(12)가 휨 변형되면서 상하방향으로 진동하게 된다.When the diaphragm 20 vibrates in the up and down direction, the support part 12 to which the diaphragm 20 is coupled vibrates in the up and down direction while being bent and deformed.

즉, 수직부와 수평부가 각각 상하방향으로 휨 변형되면서 상기 진동판(20)이 진동함으로써, 상기 진동판(20) 및 압전소자(40)의 휨 변형량을 감소시켜도 상기 진동판(20)의 총 상하 변위를 동일하게 유지할 수 있다.That is, the vertical and horizontal portions of the diaphragm 20 vibrate as they bend and deform in the up and down directions, thereby reducing the amount of deflection of the diaphragm 20 and the piezoelectric element 40, thereby reducing the total vertical displacement of the diaphragm 20. You can keep the same.

이때, 상기 증량부(31)가 함께 진동하게 되고, 상기 압전소자(40)에 의해 발생된 진동주파수와 상기 증량부(31)를 포함한 상기 진동판(20)의 고유진동수가 일치하게 되면 공진현상에 의해 진동력이 증대된다.At this time, the increase part 31 vibrates together, and when the vibration frequency generated by the piezoelectric element 40 coincides with the natural frequency of the diaphragm 20 including the increase part 31, a resonance phenomenon occurs. The vibration force is increased by this.

그리고 전술한 바와 같이 상기 증량부(31)는 타 소재에 비해 비중이 큰 텅스텐으로 이루어지기 때문에 상기 증량부(31)를 포함한 상기 진동판(20)의 고유진동수가 작아지게 되어 진동력을 증대시키거나 혹은 전력소모를 감소시킬 수 있다.As described above, since the increaser 31 is made of tungsten having a specific gravity greater than that of other materials, the natural frequency of the diaphragm 20 including the extender 31 is reduced to increase the vibration force. Or it can reduce power consumption.

이와 같이 상기 진동판(20)의 진동력이 증대됨에 따라 상기 압전소자(40)는 변형량이 증가하게 된다.As the vibration force of the diaphragm 20 is increased as described above, the amount of deformation of the piezoelectric element 40 is increased.

따라서 상기 진동판(20)과 함께 진동하는 상기 걸림돌기(33)를 상기 걸림홈(14)에 삽입 배치하여 상하 이동거리를 제한함으로써, 상기 압전소자(40)의 변형량을 제한하여 상기 압전소자(40)가 과도한 변형에 의해 파손되는 것을 방지하도록 하였다.Therefore, by inserting and placing the engaging projection 33 which vibrates with the diaphragm 20 in the engaging groove 14 to limit the vertical movement distance, thereby limiting the amount of deformation of the piezoelectric element 40, the piezoelectric element 40 ) Is prevented from being broken by excessive deformation.

이러한 상기 압전소자(40)는 2개로 분리하여 상기 진동판(20)의 중심부를 기준으로 좌우 상호 이격 배치시킬 수도 있다.The piezoelectric elements 40 may be separated into two and disposed to be spaced apart from each other on the basis of the center of the diaphragm 20.

상기 진동판(20)의 진동시 상기 진동판(20)의 중심부에서 가장 많은 변형이 발생하기 때문에 상기 압전소자(40)를 상기 진동판(20)의 중심부로부터 이격시켜 과도한 휨 변형을 방지할 수 있는 효과가 있다.Since the most deformation occurs at the center of the diaphragm 20 when the diaphragm 20 vibrates, the piezoelectric element 40 is spaced apart from the center of the diaphragm 20 to prevent excessive bending deformation. have.

또한, 상기 진동판(20)의 상부 및 상기 증량부(31)의 하부에 댐퍼를 결합시켜 상기 진동판(20)의 상하 진동시 발생하는 충격을 흡수하여 감소시킬 수도 있다.
In addition, a damper may be coupled to an upper portion of the diaphragm 20 and a lower portion of the increase part 31 to absorb and reduce an impact generated during vertical vibration of the diaphragm 20.

이하, 전술한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동과정에 대하여 살펴본다.Hereinafter, an operation process of the present invention having the above-described configuration will be described.

도 4는 상기 압전소자(40)에 전원이 인가되지 않은 초기 상태로 상기 압전소자(40) 및 진동판(20)의 변형이 없다.4 shows no deformation of the piezoelectric element 40 and the diaphragm 20 in an initial state in which power is not applied to the piezoelectric element 40.

이러한 상태에서 상기 압전소자(40)에 전원이 인가되면 상기 압전소자(40)에 휨 변형이 발생하게 되고, 상기 압전소자(40)에 의해 상기 진동판(20)이 상하로 진동하게 된다.When power is applied to the piezoelectric element 40 in this state, bending deformation occurs in the piezoelectric element 40, and the diaphragm 20 vibrates up and down by the piezoelectric element 40.

상기 압전소자(40)가 상방향으로 휨 변형되면 상기 진동판(20)이 상기 압전소자(40)와 함께 휨 변형되고, 상기 진동판(20)이 결합된 상기 제3수평부(12f) 및 제1수직부(12a), 제1수평부(12b), 제2수직부(12c), 제2수평부(12d), 제3수직부(12e)가 각각 휨 변형되면서 상기 진동판(20)이 상하로 진동하게 된다.When the piezoelectric element 40 is bent and deformed upward, the diaphragm 20 is bent and deformed together with the piezoelectric element 40, and the third horizontal portion 12f and the first horizontal part 12f to which the diaphragm 20 is coupled. The diaphragm 20 moves up and down while the vertical portion 12a, the first horizontal portion 12b, the second vertical portion 12c, the second horizontal portion 12d, and the third vertical portion 12e are bent and deformed, respectively. It will vibrate.

상기 지지부(12)는 두께가 상기 진동판(20)보다 얇기 때문에 상기 진동판(20)과 함께 휨 변형되면서 상하방향으로 진동하기 용이하다.Since the support part 12 is thinner than the diaphragm 20, it is easy to vibrate up and down while bending and deforming with the diaphragm 20.

상술한 바와 같이 상기 압전소자(40)에 의해 진동하는 상기 진동판(20)은 상기 압전소자(40)의 진동주파수가 상기 증량부(31)를 포함한 상기 진동판(20)의 고유진동수와 일치하게 되면 공진현상이 발생하게 됨으로써, 그 진폭이 극대화되어 진동력이 증대된다.As described above, when the vibration plate 20 vibrates by the piezoelectric element 40, the vibration frequency of the piezoelectric element 40 coincides with the natural frequency of the diaphragm 20 including the increase part 31. As the resonance occurs, the amplitude is maximized and the vibration force is increased.

이에 따라 전력소모를 줄이면서 상기 진동판(20)의 진동력을 증대시킬 수 있다.Accordingly, the vibration force of the diaphragm 20 can be increased while reducing power consumption.

한편, 사용자의 부주의 등에 의해 외부에서 강한 충격이 발생하면, 상기 진동판(20)에 탄성한계점 이상의 외력이 작용하여 상기 진동판(20)이 소성변형될 우려가 있다.On the other hand, if a strong shock is generated from the outside due to carelessness of the user, an external force of more than an elastic limit point acts on the diaphragm 20, and thus the diaphragm 20 may be plastically deformed.

이때, 도 5(b) 및 도 5(c)에 도시된 바와 같이, 상기 걸림돌기(33)에 의해 상기 진동판(20)의 상하 이동거리가 제한됨으로써, 상기 진동판(20)이 과도하게 휨 변형되어 소성변형되는 것을 방지할 수 있다.At this time, as shown in Fig. 5 (b) and 5 (c), the vertical movement distance of the diaphragm 20 is limited by the engaging projection 33, the diaphragm 20 is excessively deformed deformation. To prevent plastic deformation.

또한, 외부 충격에 의해 상기 진동판(20)이 상하로 진동할 때, 상기 진동판(20)보다 두께가 얇은 상기 지지부(12)가 상기 진동판(20)과 함께 휨 변형되면서 상기 진동판(20)의 휨 변형을 감소시키기 때문에 상기 진동판(20)의 과도한 변형 및 상기 압전소자(40)의 파손을 방지할 수 있다.In addition, when the diaphragm 20 vibrates up and down by an external impact, the support 12 having a thickness thinner than the diaphragm 20 flexes and deforms together with the diaphragm 20, thereby bending the diaphragm 20. Since the deformation is reduced, excessive deformation of the diaphragm 20 and damage of the piezoelectric element 40 may be prevented.

본 발명인 압전소자가 장착된 바이브레이터는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The vibrator equipped with the piezoelectric element of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be variously modified and implemented within the scope of the technical idea of the present invention.

10 : 케이스, 11 : 베이스, 12 : 지지부, 12a : 제1수직부, 12b : 제1수평부, 12c : 제2수직부, 12d : 제2수평부, 12e : 제3수직부, 12f : 제3수평부, 13 : 커버, 14 : 걸림홈,
20 : 진동판,
30 : 중량체, 31 : 증량부, 32 : 커넥터, 33 : 걸림돌기,
40 : 압전소자,
50 : 전원부,DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Case: 11 Base, 12 Supporting part, 12a: 1st vertical part, 12b: 1st horizontal part, 12c: 2nd vertical part, 12d: 2nd horizontal part, 12e: 3rd vertical part, 12f: 1st 3 horizontal section, 13: cover, 14: locking groove,
20: diaphragm,
30: weight body, 31: increase part, 32: connector, 33: locking projection,
40: piezoelectric element,
50: power supply,

Claims (5)

삭제delete 상면 또는 하면이 진동 발생 대상물에 결합되는 케이스와;
상기 케이스의 내부에 결합되는 진동판과;
상기 진동판에 결합되어 휨 변형되면서 상기 진동판을 상하방향으로 진동시키는 압전소자와;
상기 압전소자에 전원을 인가하는 전원부; 를 포함하여 이루어지되,
상기 케이스는,
베이스와;
상기 베이스의 양측에서 각각 돌출 형성되고, 상기 진동판의 양측이 결합되어 상기 진동판을 상하방향으로 탄성지지하는 지지부; 를 포함하여 이루어지며,
외부 충격에 의해 휨 변형되는 상기 진동판은 상기 지지부와 함께 휨 변형되면서 그 변형량이 감소하고,
상기 지지부의 두께는 상기 진동판의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 압전소자가 장착된 바이브레이터.A case having an upper surface or a lower surface coupled to the vibration generating object;
A diaphragm coupled to the inside of the case;
A piezoelectric element coupled to the diaphragm to vibrate and deform the diaphragm in a vertical direction;
A power supply unit applying power to the piezoelectric element; , ≪ / RTI >
In this case,
A base;
Protruding portions formed at both sides of the base, respectively, and both sides of the diaphragm are coupled to each other to support the diaphragm in an up and down direction; And,
The diaphragm flexurally deformed by an external impact reduces the amount of deformation while flexurally deforming with the support,
The thickness of the support portion is a vibrator equipped with a piezoelectric element, characterized in that thinner than the thickness of the diaphragm. 청구항 2에 있어서,
상기 지지부는 상기 베이스의 양단에서 각각 상기 진동판이 배치된 내측방향으로 돌출 형성되되,
상기 지지부는 수회 절곡 형성되어 상기 진동판을 상방향으로 탄성지지하는 것을 특징으로 하는 압전소자가 장착된 바이브레이터.The method according to claim 2,
The support portion is formed to protrude in an inner direction in which the diaphragm is disposed at both ends of the base,
The support portion is bent several times, the vibrator is equipped with a piezoelectric element, characterized in that to support the diaphragm in the upward direction. 청구항 3에 있어서,
상기 지지부는,
상기 베이스와 수직을 이루는 수직부와;
상기 수직부에서 연장 형성되고, 상기 베이스의 하면과 이격되어 평행한 수평부; 로 이루어지되,
상기 수직부와 수평부는 반복적으로 연장 형성되어 상기 진동판에 결합된 것을 특징으로 하는 압전소자가 장착된 바이브레이터.The method according to claim 3,
The support portion
A vertical portion perpendicular to the base;
A horizontal portion extending from the vertical portion and spaced apart from and parallel to the bottom surface of the base; Lt; / RTI >
And the vertical portion and the horizontal portion are repeatedly extended to be coupled to the diaphragm. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동판의 하부에 결합되어 상기 진동판과 함께 진동하는 중량체를 더 포함하여 이루어지되,
상기 중량체에는 측방향으로 걸림돌기가 돌출 형성되고,
상기 케이스에는 상기 걸림돌기의 상하 이동거리를 제한하는 걸림홈이 형성된 것을 특징으로 하는 압전소자가 장착된 바이브레이터.The method according to any one of claims 2 to 4,
Is coupled to the lower portion of the diaphragm further comprises a weight body vibrating with the diaphragm,
The weight body is formed with protrusions projecting in the lateral direction,
The case has a vibrator equipped with a piezoelectric element, characterized in that the locking groove is formed to limit the vertical movement distance of the locking projection.
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