KR101035339B1 - 휴대 통신장치용 실린더타입 리니어 진동모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조가 단순한 한편 충분한 진동력과 빠른 응답 속도를 가지는 휴대 통신장치용 실린더타입 리니어 진동모터에 관한 것으로서, 원통형의 케이스와, 케이스 양단에 설치되는 두 개의 부쉬와, 부쉬에 의해 지지되는 두 개의 탄성수단과, 상기 탄성수단들 중 하나에 의해 탄성지지되는 웨이트와, 상기 탄성수단들 중 다른 하나에 의해 지지되는 마그네틱과, 상기 마그네틱 주위 둘레를 감싸도록 원통형으로 이루어지는 코일어셈블리와, 상기 웨이터와 마그네틱의 중앙부를 통관하여 상기 두 개의 부쉬에 고정되는 축으로 이루어진다.

Description

휴대 통신장치용 실린더타입 리니어 진동모터{Cylinder type linear vibration motor for portable communication device}

본 발명은 진동모터에 관한 것으로서, 특히 휴대폰에 설치되어 수신신호가 입력될 시에 휴대폰 자체를 진동시켜 호출수신을 알려주고, 또한 터치폰에서 문자를 입력할 때 문자의 입력을 알려주기 위해 빠른 속도로 휴대폰 자체를 진동시키는 한편 보다 큰 진동으로 휴대폰을 진동시킬 수 있는 휴대 통신장치용 실린더타입 리니어 진동모터에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰은 착신음으로써 사용자에게 호출수신을 알려주지만, 극장, 공연장, 공공장소 등의 장소에서는 휴대폰의 착신음을 사용하지 말아야 하기 때문에 진동모드로 전환한다.

한편, 종래 휴대폰의 입력방식은 키패드를 이용하였지만, 근래에는 화면을 터치하여 입력하는 터치패드방식으로 많이 바뀌고 있는 중이다. 따라서, 사용자가 휴대폰의 화면을 통해 조작할 경우에 조작의 정확함을 알리기 위해 진동으로 터치동작을 사용자에게 알리고 있다.

상기와 같이, 진동모드 또는 진동을 터치동작 알림에 사용되는 장치는 아주 작은 크기의 진동모터를 사용하고 있다. 이와 같은 진동모터의 거의 대부분은 바형 진동모터,코인형 진동모터,코인형 리니어 진동모터가 사용되고 있으나 적절한 진동량과 터치 동작에 필요한 반응속도를 공급하지 못하고 있다.

이와 같은 진동모터들 중 가장 보편적으로 사용되고 있는 코인형 진동모터의 개략적인 구성과 동작을 살펴보면 다음과 같다.

도 1과 2는 통상적인 코인형 진동모터의 예를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 코인형 진동모터는 브라켓(60)과 커버(61)에 의해 형성된 공간 내측에서, 브라켓의 중앙부분 축(62)을 고정 설치하고, 축에 베어링(63)을 설치하고, 베어링(63)에는 회전자(64)를 설치하고, 브라켓의 평면 상에 자석(65)을 설치하여 이루어진다. 그리고, 회전자에 전원을 공급하기 위한 브러쉬(66)가 설치된다. 상기 회전자는 도 2에 도시된 바와 같이, 축(62)을 중심으로 240도 범위에 걸쳐 두 개의 코일(67)이 편중되게 설치되고, 나머지 120도 범위에 상기 코일보다 무거운 카운터 웨이터(68)가 설치된다.

따라서, 브러쉬(66)로부터 전원을 공급받은 회전자가 자석(65)과의 작용에 의해 회전하게 된다. 이때, 상기 회전자(64)의 카운터 웨이터(68)가 코일(67)이 설치된 부분에 비해 무겁기 때문에 편심력에 의해 회전자가 진동을 하게 된다. 따라서, 코인형 진동모터가 설치된 휴대폰이 진동을 하게 된다.

한편, 코일을 사용하는 코인형, 바형 진동모터의 경우 회전력에서 만들어지는 편심력을 사용하여 진동을 만들어냄으로써 일정회전력에 도달할 때까지 충분한 진동을 만들 수 없으며, 진동을 멈추는 대도 일정시간이 필요함으로써 최근 급격히 사용이 늘고 있는 터치 패드식 휴대폰에 화면 터치시 필요한 반응속도가 나오지 않아 사용하기 어렵다는 단점이 있다. 따라서, 피에조효과를 이용하는 진동모터도 제안되었다.

그러나, 상기 코인형 진동모터와 피에조효과를 이용하는 진동모터들은 그 구조적인 크기의 제한 때문에 진동의 크기가 작다는 문제가 있다. 따라서, 종래 진동모터를 사용하는 휴대폰을 의복의 주머니 등에 넣게 되면, 진동을 느끼지 못해 사용자가 수신호출에 적절히 대응하지 못한다는 단점이 있다.

그러므로, 진동력을 크게 할 수 있는 구조와 빠른 반응속도를 가지는 진동모터를 제공하는 것이 바람직하다 할 것이다.

본 발명의 목적은, 구조가 단순한 한편 진동력이 증가하고 또한 빠른 반응속도를 가지는 휴대 통신장치용 실린더타입 리니어 진동모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 휴대 통신장치용 실린더타입 리니어 진동모터는 원통형의 케이스와, 케이스 양단에 설치되는 두 개의 부쉬와, 부쉬에 의해 지지되는 두 개의 탄성수단과, 상기 탄성수단들 중 하나에 의해 탄성지지되는 웨이트와, 상기 탄성수단들 중 다른 하나에 의해 지지되는 마그네틱과, 상기 마그네틱 주위 둘레를 감싸도록 원통형으로 이루어지는 코일어셈블리와, 상기 웨이트와 마그네틱의 중앙부를 통관하여 상기 두 개의 부쉬에 고정되는 축으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 휴대 통신장치용 실린더타입 리니어 진동모터에서, 상기 마그네틱은 제1마그네틱과 제2마그네틱과 상기 두 개의 마그네틱을 연결시켜주는 와셔로 구성되고, 상기 제1마크네틱과 제2마그네틱은 직렬로 배치되되 같은 자극이 서로 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 휴대 통신장치용 실린더타입 리니어 진동모터에서, 상기 코일어셈블리는 진동자를 구성하는 것으로서, 하나의 금속실린더와 상기 금속실린더 둘레에 설치되는 3 개의 코일부로 이루어져 3 개의 마그네틱 생성부가 금속실린더에 형성되고, 외측 제1 및 제2 코일부에는 같은 방향으로 전류를 공급하고, 상기 제1 및 제2 코일부 사이에 위치하는 제3 코일부에는 상기 제1 및 제2 코일부와는 반대방향으로 전류를 공급함으로써 상기 제3코일부와 마주하는 제1 및 제2 코일부에 의한 마그네틱 생성부는 상기 제3 코일부에 의해 생성되는 마그네틱 생성부의 자극과 같은 자극이 면하게 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 진동모터는 실린더타입으로 구성되고 또한 종래기술처럼 회전자와 브러쉬 등을 사용하지 않기 때문에 구조가 단순하여 생산성과 생산비를 줄임과 동시에 동시에 충분한 진동량과 빠른 반응속도를 낼 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 진동모터의 마그네틱을 다수의 마그네틱으로 구성하고 또한 상기 마그네틱을 이동시키는 코일어셈블리에 다수의 코일부를 형성함으로써 코일어셈블리에 의한 마그네틱의 이동력을 향상시켜 궁극적으로 진동을 크게 하는 효과가 있다.

도 1은 선행기술에 따른 진동모터의 단면도.
도 2는 선행기술에 따른 진동모터의 회전자를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 휴대 통신장치용 실린더타입 리니어 진동모터의 분해사시도.
도 4는 본 발명에 따른 휴대 통신장치용 실린더타입 리니어 진동모터의 작동구조를 개략적으로 설명하는 도면.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 휴대 통신장치용 실린더타입 리니어 진동모터의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 휴대 통신장치용 실린더타입 리니어 진동모터의 작동구조를 개략적으로 설명하는 도면이다.

도 3에 도시되어 있듯이, 본 발명에 따른 휴대 통신장치용 실린더타입 리니어 진동모터(10)는 양단이 개방된 원통형의 케이스(1)와, 상기 케이스 양단에 설치되어 케이스를 밀폐하는 2 개의 부쉬(2)와, 상기 2 개의 부쉬에 의해 지지되는 2 개의 탄성수단(3)과, 상기 탄성수단들 중 하나에 의해 탄성 지지되어 작동시 진동의 크기를 증가시키는 역할을 하는 웨이트(4)와, 상기 탄성수단들 중 다른 하나에 의해 지지되는 마그네틱(5)과, 상기 케이스 내측에 고정설치되는 한편 상기 마그네틱 주위 둘레를 감싸도록 원통형으로 이루어지는 코일어셈블리(6)와, 상기 웨이트의 중앙부분에 형성된 관통구와 마그네틱의 중앙부분 형성된 관통구를 통과하여 상기 2 개의 부쉬에 형성된 축 고정구(2'1)에 고정되는 축(7)으로 이루어진다.

상기 원통형의 케이스는 비자성 금속을 사용하여 제작하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 두 개의 탄성수단(3)은 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하지만, 이에 국한되지 않고 탄성력을 제공할 수 있는 수단이라면 어느 것이라도 무방하다. 또한, 상기 웨이트(4)는 진동력을 크게 하기 위한 것으로서, 상기 마그네틱(5)의 자력에 의해 자화되지 않는 텅스텐과 같은 비자성체로 이루어지는 바람직하다.

상기 마그네틱(5)은 제1마그네틱(5'1)과 제2마그네틱(5'2)으로 이루어진다. 그리고 이들 2 개의 마그네틱은 와셔(5'3)를 통해 서로 연결되도록 한다. 이때, 상기 제1마크네틱과 제2마그네틱을 직렬로 배치하게 되지만 같은 자극이 서로 마주보도록 배치하게 된다. 즉, 와셔(5'3)에 면하는 제1마그네틱과 제2마그네틱의 부분은 동일한 자극, N극 또는 S극이 되도록 배치된다.

상기 코일어셈블리(6)는 상기 웨이터를 이동시켜 진동을 일으키는 진동자의 역할을 하는 것으로서, 하나의 원통형 금속실린더(6'1)와 상기 금속실린더 둘레에 설치되는 제1, 제2 및 제3 코일부(6'2, 6'3, 6'4)으로 이루어진다. 상기 3 개의 코일부는 별도로 설치되고 별도의 전원을 공급받게 된다. 따라서, 상기 원통 금속실린더에는 상기 3 개의 코일부에 의해 3 개의 마그네틱 생성부가 형성되게 된다.

상기 3 개의 코일부 중에서 제3 코일부(6'4)를 사이에 두는 제1 및 제2 코일부(6'2, 6'3)는 동일 방향으로 코일을 권선하여 동일한 방향의 전류를 공급하고, 상기 제3 코일부에는 상기 세1 및 제2 코일부와 반대되는 방향으로 코일을 권선하여 전류를 공급하게 된다. 따라서, 상기 제3 코일부에 마주하는 상기 제1 및 제2 코일부에 의한 자극은 제3 코일부에 의해 생성되는 자극과 동일한 자극이 되게 된다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 따른 진동모터의 작동구조를 도 4를 참조하여 개략적으로 살펴보면 다음과 같다. 도 4에서는 설명의 편의를 위해 다른 구성요소들은 생략하고, 마그네틱(5)과 코일어셈블리(6)만을 개략적으로 도시하였다.

도 4의 (a)는, 코일어셈블리(6)의 제1, 제2 및 제3 코일부(6'2, 6'3 및 6'4)에 전원이 공급되지 않았을 때의 모습을 도시한 것이다. 상기 코일부들에 전원이 공급되지 않기 때문에, 코일어셈블리에는 아무런 자극이 생성되지 않게 된다.

그러나, 제1 및 제2코일부에는 같은 방향의 전류를 공급하고 제3코일부에는 반대방향의 전류를 공급하게 되면, 도 4의 (b)와 같이 코일어셈블리에 자극이 생성되고, 이때 제3코일부와 마주하는 제1 및 제2 코일부의 자극은 동일한 자극이 되게 된다. 이와 같이, 코일어셈블리에 자극이 생성되면, 제1코일부(6'2)의 N극과 제1마그네틱(5'1)의 N극 사이에는 척력이 발생하고, 제1코일부(6'2)와 제3코일부(6'4)의 S극과 제1마그네틱의 N극 사이에는 인력이 발생하며, 상기 제1코일부(6'2)와 제3코일부(6'4)의 S극과 제1마그네틱의 S극 사이에는 척력이 발생하고, 제3코일부(6'4)와 제2코일부(6'3)의 N극과 제2마그네틱(5'2)의 S극과는 인력이 발생하고, 또한 제2코일부(6'3)의 S극과 제2마그네틱(5'2)의 N극 사이에도 인력이 발생하여 결국, 마그네틱(5)이 화살표 방향으로 이동하게 되어, 도 4의 (c)와 같은 상태가 된다.

마그네틱이 이동하여 도 4의 (c)와 같은 위치가 된 상태에서, 제1 내지 제3코일부에 인가되는 전원의 주파수를 반전시키게 되면 도 4의 (d)와 같은 자극 상태가 되어, 제1마그네틱(5'1)의 N극과 제1코일부(6'2)의 S극 사이에 인력이 발생하고, 제1마그네틱(5'1)의 N극과 제1코일부(6'2)와 제3코일부(6'4)의 N극 사이에 척력이 발생하고, 제1마그네틱(5'1)과 제2마그네틱(5'2)의 S극과 제1코일부와 제3코일부의 N극 사이에 인력이 발생하고, 제1마그네틱과 제2마그네틱의 S극과 제2코일부와 제3코일부의 S극 사이에 척력이 발생하고, 제2마그네틱의 N극과 제2코일부와 제3코일부의 S극 사이에 인력이 발생하고, 그리고 제2마그네틱의 N극과 제2코일부의 N극 사이에 척력이 발생하여 결국 마그네틱의 화살표 방향으로 이동하게 되어 도 4의 (e)와 같은 상태가 된다.

도 4의 (d)와 같은 상태에서, 제1 내지 제3코일부(6'2 - 6'4)에 인가되는 전원의 주파수를 반전시키게 되면 다시 도 4의 (b)와 (c)의 상태를 반복하게 된다. 이와 같이, 제1내지 제3코일부에 입력되는 전원의 주파수를 주기적으로 반복시킴으로써, 즉 교류전원을 사용함으로써 마그네틱은 도 4의 (a) 내지 (e)와 같은 상태를 반복하여 전후로 진동하게 된다.

또한, 마그네틱과 같이 이동하는 웨이트에 의해 진동이 더 많이 발생하게 되고, 마그네틱과 웨이트는 탄성수단에 의해 그 이동력이 더 빨라져 진동이 크게 발생할 수 있고 또한, 마그네틱과 코일 어셈블리의 다수의 자극이 형성되기 때문에 마그네틱의 이동을 더 크게 할 수 있게 되어 결국 진동이 커지게 된다.

이상에서, 본 발명은 마그네틱을 코일부 내측에 설치하는 것으로 설명하였지만, 마그네틱을 코일부 외측에 설치하는 것은 본 기술분야의 당업자라면 잘 이해할 것이고, 이러한 단순한 구조적 변화는 본 발명의 권리범위에 속한다는 것은 자명하다 할 것이다.

1:케이스 2:부쉬
3:탄성수단 4:웨이트
5:마그네틱 5'1:제1마그네틱
5'2:제2마그네틱 5'3:와셔
6:코일어셈블리 6'1:금속실린더
6'2:제1코일부 6'3:제2코일부
6'4:제3코일부 7:축

Claims (7)

1. 삭제
2. 양단이 개방된 원통형의 케이스(1)와,
   상기 케이스 양단에 설치되어 케이스를 밀폐하는 2 개의 부쉬(2)와, 상기 2 개의 부쉬에 의해 지지되는 2 개의 탄성수단(3)과,
   상기 탄성수단들 중 하나에 의해 탄성 지지되어 작동시 진동의 크기를 증가시키는 역할을 하는 웨이트(4)와,
   상기 탄성수단들 중 다른 하나에 의해 지지되는 마그네틱(5)과,
   상기 케이스 내측에 고정설치되는 한편 상기 마그네틱 주위 둘레를 감싸도록 원통형으로 이루어지는 코일어셈블리(6)와,
   상기 웨이터의 중앙부분에 형성된 관통구와 마그네틱의 중앙부분 형성된 관통구를 통과하여 상기 2 개의 부쉬에 형성된 축 고정구(2'1)에 고정되는 축(7)으로 이루어지고,
   상기 마그네틱(5)은 제1마그네틱(5'1)과 제2마그네틱(5'2)과, 제1 및 제2마그네틱을 서로 연결하는 와셔(5'3)로 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대 통신장치용 실린더타입 리니어 진동모터.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1마그네틱과 제2마그네틱을 직렬로 배치하고, 와셔(5'3)에 면하는 제1마그네틱과 제2마그네틱의 부분은 동일한 자극을 가지는 것을 특징으로 하는 진동모터.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 코일어셈블리(6)는 하나의 원통형 금속실린더(6'1)와 상기 금속실린더 둘레에 설치되어 별도의 전원을 공급받는 제1, 제2 및 제3 코일부(6'2, 6'3, 6'4)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 진동모터.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 코일부(6'2, 6'3)에는 동일한 방향으로 코일을 권선하여 전류를 공급하고, 상기 제1 및 제2 코일부 사이에 위치하는 제3 코일부에는 상기 제1 및 제2 코일부와 반대되는 방향으로 코일을 권선하여 전류를 공급하여, 상기 제3 코일부에 마주하는 상기 제1 및 제2 코일부에 의한 자극은 제3 코일부에 의해 생성되는 자극과 동일한 자극이 되게 되는 것을 특징으로 하는 진동모터.
6. 제4항에 있어서,
   상기 제1 내지 제3코일부에 입력되는 전류는 교류 주파수를 가지는 것을 특징으로 하는 진동모터.
7. 제2항에 있어서,
   상기 탄성수단은 스프링인 것을 특징으로 하는 진동모터.

Images