KR101163611B1 - 선형 진동 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에는 휴대 단말기에 채용되는 선형 진동 발생장치가 개시된다. 개시된 선형 진동 발생장치는 브라켓과, 상기 브라켓에 고정된 코일 및 제1요크를 포함하는 고정자; 상기 제1요크 내부 공간에 배치되어 동작하는 진동자; 및 상기 고정자와 진동자 사이에 구비되어 상기 진동자를 지지하는 탄성체를 포함하고, 상기 제1요크는 중공형으로 구성되어, 상기 제1요크 내부 공간에 상기 코일을 수용한다.

Description

선형 진동 발생장치{LINEAR VIBRATION GENERATING DEVICE}

본 발명은 선형 진동 발생장치에 관한 것으로, 특히 휴대 단말기에 채용되는 코인형 선형 진동 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 휴대 단말기의 무음의 착신장치로 사용되는 선형 진동 발생장치는 이동부의 행정거리가 짧고, 탄성체의 탄성력으로 인해 기존의 편심 회전형 진동 발생장치에 비해, 시작과 정지 시에 빠른 응답 특성을 가진다. 따라서, 휴대 단말기의 터치반응 및 리듬믹스 기능의 추세에 부응하여 왔다.

이러한 선형 진동 발생장치는 영구자석을 포함하는 진동자와, 진동자를 지지하는 고정자로 구성되는 것이 일반적이며, 고정자에 배치된 코일에 전류를 인가하여 발생된 전자기력과 영구자석에서 발생된 자기회로와의 상호 동작으로 진동자가 상하로 이동하여 진동이 발생된다.

도 1을 참조하여 종래의 선형 진동 발생장치(10)의 구성에 대해서 설명하기로 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 선형 진동 발생장치(10)는 진동자와 고정자로 이루어지고, 상기 진동자는 버링부(141)를 구비한 요크(14)와, 영구자석(15) 및 중량체(16)를 포함하고, 상기 고정자는 외형 케이스(12)와, 브라켓(11)과, 코일(13)을 포함한다.

상기 영구자석(15)은 링 형상으로 구성되고, 상기 버링부(141)는 요크(14) 중심에서 하방으로 연장되게 구비되고, 상기 영구자석(15) 외주면에는 중량체(16)가 구비된다. 상기 영구자석(15)은 상기 코일(13)과 동축 상방으로 배치되어 상기 요크(14)와 함께 자기 회로를 형성한다. 또한, 상기 진동자와 상기 브라켓(11) 사이에는 탄성체(17)가 구비되어 상기 진동자의 동작 시에 지지하는 역할을 담당한다. 참조부호 18은 플레이트를 지칭하고, FPCB는 연성 회로를 지칭한다.

그러나, 휴대 단말기는 휴대 특성 상, 휴대 단말기 본체 낙하 현상이 빈번하게 발생되어서, 낙하 시에 가해진 충격은 선형 진동 발생장치에 전달되어서, 결국은 선형 진동 발생장치의 코일(13)에 버링부(141)나 영구자석(15)과의 충돌로 인하여 코일 단선 현상이 빈번하게 발생된다.

즉, 휴대 단말기 낙하 시, 선형 진동 발생장치는 진동자의 상/하 운동 이외에 진동자가 좌/우로 흔들리는 현상이 발생하고, 이러한 진동자의 이동은 코일과 충돌하게 되어서 코일이 단선되는 심각한 문제가 발생되었다.

따라서, 본 발명은 상기 과제들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 휴대 단말기 낙하 시에 코일을 보호하는 구조를 구비하여 코일 단선 문제를 해결함으로서, 제품의 수명을 증가시킨 선형 진동 발생장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 코일의 직경 크기가 증가되어 발생되는 전자기력이 향상되는 선형 진동 발생장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 코일에 요크를 고정시키는 구성으로 이루어져 자계 특성이 향상되고, 디텐드 토크가 발생하여 잔진동이 감속하고, 응답특성이 개선된 선형 진동 발생장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 휴대 단말기 낙하 시, 최외곽에 설치된 요크가 코일보다 먼저 충격이 전달되는 구조로 이루어 짐으로서, 코일 단선을 방지할 수 있는 선형 진동 발생장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 요크가 코일을 보호하는 형상으로 구성되어서 코일의 단선을 미연에 방지할 수 있는 선형 진동 발생장치를 제공함에 있다.

따라서, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명에 따른 선형 진동 발생장치는 선형 진동 발생장치에 있어서, 브라켓과, 상기 브라켓에 고정된 코일 및 제1요크를 포함하는 고정자; 상기 제1요크 내부 공간에 배치되어 동작하는 진동자; 및 상기 고정자와 진동자 사이에 구비되어 상기 진동자를 지지하는 탄성체를 포함하고, 상기 제1요크는 중공형으로 구성되어, 상기 제1요크 내부 공간에 상기 코일을 수용한다.

삭제

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 선형 진동 발생장치는 코일을 보호하여 코일 단선을 미연에 방지하게 되어서, 제품의 수명이 증가하게 되었고, 특히 코일의 권선량 증가에 따라서 발생하는 전자기력이 증가되었고, 특히 하나의 요크가 고정되는 구조로 이루어져서 자계 특성이 향상되어 잔진동이 감소하고, 응답 특성이 개선되는 이점을 달성하였다.

도 1은 종래의 실시 예에 따른 선형 진동 발생장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 선형 진동 발생장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭한다.

도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 선형 진동 발생장치(20)의 구성에 대해서 설명하기로 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 선형 진동 발생장치(20)는 진동자와, 고정자 및 탄성체(27)를 포함한다. 이 때, 상기 진동자는 상기 고정자 내부에 수용된 상태로 배치되어서 동작한다. 그리고, 상기 고정자와 진동자 사이에 설치된 탄성체(27)가 상기 진동자의 전체 중량을 탄성지지한다.

상기 진동자는 후술하는 제1요크(24) 내부 공간에 배치되어 동작한다. 또한, 상기 선형 진동 발생장치(20)는 후술하는 제1요크(24)가 고정자쪽에 고정되고, 후술하는 제2요크(25)는 진동자쪽에 구비되어 진동하는 구성으로 이루어진다. 아울러, 상기 진동자는 후술하는 코일(23) 내에 배치되어 진동하는 구성으로 이루어진다.

상기 진동자는 영구자석(M)과 제2요크(25)를 포함하고, 상기 고정자는 외형 케이스(22)와, 브라켓(21)과, 코일(23) 및 제1요크(24)를 포함한다. 상기 고정자와 진동자는 서로 상대적인 개념으로서, 상기 고정자는 상기 진동자에 대해 고정되는 부분을 의미하고, 상기 진동자는 상기 고정자에 대해서 진동하는 부분을 의미한다.

상기 고정자는 하우징 기능을 하는 외형 케이스(22)와, 상기 외형 케이스(22) 바닥에 결합되는 브라켓(21)과, 상기 브라켓(21) 소정위치에 고정된 코일(23) 및 제1요크(24)를 포함한다. 상기 코일(23)은 연성 회로(FPCB)에 전기적으로 연결되고, 상기 연성 회로(FPCB)는 상기 외형 케이스(22) 외부로 인출된다.

상기 영구자석(M)은 상기 제1요크(24) 내부에 배치되어 상기 제1,2요크(24,25)와 함께 자기 회로를 제공하고, 상기 코일(23)과 함께 진동힘을 제공한다. 또한, 상기 영구자석(M)은 상기 제1요크(24) 내부 공간에 완전히 수용되게 배치됨과 아울러 상기 코일(23) 내부에 수용된 상태로 배치된다.

상기 제1요크(24)는 자성체 기능을 할 수 있는 재질로 구성되며, 상기 브라켓(21) 상에 고정되고, 상기 영구자석(M)과 함께 자기 회로를 형성하는 부재이다. 상기 제1요크(24)는 중공형(링형)으로 구성되어서, 내부 공간에 상기 코일(23)이 완전히 수용된 상태로 배치된다. 상기 제1요크(24)의 내경면은 상기 코일(23) 외경면과 접하거나, 매우 근접하게 대면한 상태로 배치된다. 상기 제1요크(24)는 내측으로 수평하게 연장되어 상기 코일(23) 상단을 덮는 링 형상의 상부(241)와, 상기 상부(241)에서 하측으로 연장되며, 상기 코일(23) 외경면을 감싸는 링 형상의 하부(242)로 구성된다. 상기 상부(241)의 내경면은 상기 영구자석(M)의 외경면과 대면하게 배치되어서 일정한 갭이 존재한다. 그리고, 상기 상부(241)의 내경은 상기 코일(23)의 내경과 같거나 작게 구성된다. 또한, 상기 제1요크(24)는 상기 브라켓(21) 상에서 상기 영구자석(M) 높이까지 연장된다.

상기 상부(241)는 코일(23) 상단을 감싸는 형상으로 구성되고, 상기 하부(242)는 코일(23) 외주면을 감싸는 형상으로 구성되어서, 상기 제1요크(24)는 상기 코일(23)을 보호하는 기능을 담당한다.

상기 선형 진동 발생장치(20)는 상기 영구자석(M) 상면에 제2요크(25)를 구비한다. 상기 제1요크(24)가 고정성인데 비하여, 상기 제2요크(25)는 이동성으로서, 상기 진동자와 함께 진동힘을 제공받아서 진동축을 중심으로 이동한다. 상기 제2요크(25)는 원판형 또는 환형이나 링형으로 구성됨이 바람직하다. 도 2에는 원판형의 제2요크가 도시되었다. 상기 제2요크(25)는 영구자석(M) 상면에 그의 저면이 부착되는 방식으로 평행하게 설치된다. 즉, 상기 제2요크(25)는 금속 재질이라서, 상기 영구 자석(M)과의 자력으로 견고하게 부착된다. 이 때, 상기 제2요크(25)의 외경은 상기 영구자석(M)의 외경과 같게 구성된다.

상기 외형 케이스(22)는 상기 브라켓(21)과 함께 상기 선형 진동 발생장치(20)의 코인형 외형을 이루는 부재로서, 단순한 덮게 형상으로 구성되고, 자성 또는 비자성으로 구성가능하다.

상기 브라켓(21)은 상기 외형 케이스(22)의 바닥에 결합되는 부재로서, 상기 진동자의 진동 시에 상기 탄성체(27)와 함께 진동자 전체 중량을 지지한다.

상기 영구자석(M)은 링 형상으로 구성되고, 상면(top surface)과 하면(bottom surface)과, 외경면(outer diameter surface)과 내경면(inner diameter surface)을 구비하며, 원통형의 내부 공간이 존재하고, 상기 내부 공간에 후술하는 중량체(weight)가 구비된다.

또한, 상기 진동자는 상기 영구자석(M) 내부공간에 고비중 중량체(W)를 더 구비한다. 상기 중량체(W)는 상기 영구자석(M)의 내부 공간에 충만하게 구성된다. 상기 중량체(W) 내경면은 상기 영구자석(M) 외경면과 면접촉하게 배치된다. 상기 선형 진동 발생장치의 자기 회로가 중심쪽으로 집중하도록 상기 영구 자석(M) 내경면은 비자성체 재질이 구비될 수 있다. 특히, 상기 중량체(W)의 외경면은 상기 영구자석(M) 내경면과 접하고, 그의 상면은 상기 제2요크(25)가 덮은 구조로 이루어진다.

상기 탄성체(27)는 상기 진동자와 외형 케이스(22) 사이에 배치되고, 특히 상기 제2요크(25)와 외형 케이스(22) 사이에 배치되어 상기 진동자를 지지한다. 상기 탄성체(27)는 코일 스프링으로서, 하단보다 상단으로 갈수록 점차적으로 직경 크기가 커지는 형상으로 구성되어서, 상기 탄성체(27)의 상단은 외형 케이스(22) 천정면과 밀접한 상태를 항시 유지하고, 하단은 상기 제2요크(25) 상면과 항시 밀착한 상태를 항시 유지한다.

또한, 본 발명에서는 상기 탄성체(27)가 진동자와 외형 케이스(22) 사이에 구비되는 것으로 한정하였으나, 상기 탄성체(27)는 상기 브라켓(21)과 중량체(W) 사이에 배치되는 것으로 변형가능하다.

또한, 상기 영구자석(M) 저면에는 링 형상의 플레이트(26)가 더 구비된다. 상기 플레이트(26)는 상기 영구자석(M) 저면에 장착되어 상기 브라켓(21)과 마주본다. 상기 플레이트(26)는 금속 재질로 구성되거나, 자성체 역할을 하는 재질로 되어서 외부 자계 누설 방지 및 자기 폐회로를 구성한다. 즉, 상기 플레이트(26)는 자성체 재질로 활동하기 때문에 상기 제1요크(24)와 영구자석(M)에 의해 발생되는 자기 회로가 코일(23)이 있는 중심쪽으로 집중되도록 한다. 상기 플레이트(26)는 내경부가 원형 또는 다각형으로 구비되고, 상기 외경부는 상기 영구자석(M)의 외경보다 같거나 작게 구성될 수 있다.

상기한 구성에 따라서, 본 발명에 따른 선형 진동 발생장치는 진동축(A)을 중심으로 최외곽에 제1요크(24)가 구비되고, 상기 제1요크(24) 내부쪽으로 코일(23)이 배치되며, 상기 제1요크(24)와 코일(23) 내부 공간에 진동자, 즉, 영구자석(M)과 중량체(W) 및 제2요크(25)가 배치되는 구조로 이루어진다. 따라서, 상기 선형 진동 발생장치(20)가 동작하면, 상기 진동자, 즉 상기 영구자석(M)과 중량체(W) 및 제2요크(25)는 상기 내부공간에서 진동축(A)을 중심으로 상하로 이동하고, 상기 탄성체(27)는 상기 진동자를 상하방향으로 탄성지지한다.

한편, 상기 선형 진동 발생장치는 기존과 비교하여, 자기회로를 제공하는 구성물들이 진동축(A)을 중심으로 최외곽쪽에 위치하므로, 제1요크(24)와 코일(23)의 직경 크기가 커져서 코일(23)의 권선량이 증가하여 전자기력이 증가된다.

또한, 상기 제1요크(24)는 상기 외형 케이스(22)와 내부 외주면과 접하게 배치되어서, 휴대 단말기 낙하 시에 가장 먼저 충격이 전달되는데, 상기 제1요크(24)는 상기 브라켓(21)에 고정되어서, 상기 제1요크(24) 내부공간에 위치하는 구성물들의 충격 전달을 방해하는 기능도 담당한다.

상기 제2요크(25) 상측에는 상부 충돌 방지부(28)가 더 구비된다. 상기 상부 충돌 방지부(28)는 자성 유체가 채용될 수 있다. 또한, 상기 코일(23) 내부 영역의 브라켓(21) 상에 하부 충돌 방지부(29)가 더 구비된다. 상기 하부 충돌 방지부(29)는 스펀지와 같은 재질로 구성될 수 있다. 상기 상부 및 하부 충돌 방지부(28,29)는 주로 수직방향 충돌 방지기능을 담당한다.

상기 선형 진동 발생장치(20)는 상기 브라켓(21) 상에서, 상기 제1요크(24)를 최외곽에 배치하고, 상기 코일(23)을 상기 제1요크(24) 내경면과 접하게 배치하며, 상기 제1요크(24) 내부 공간에 영구자석(M)과 플레이트(26)가 완전히 수용되게 배치되고, 상기 영구자석(M) 내부 공간에 중량체(W)가 구비되며, 상기 코일(23) 상단 및 외경면에 상기 제1요크의 상부(241) 및 하부(242)가 배치되는 구조로 이루어진다.

이로써, 상기 코일(23)은 상기 브라켓 상에 고정된 상기 제1요크의 상부(241) 및 하부(242)에 의해 보호되어서, 상 휴대 단말기 낙하 시에 자주 발생하는 코일 단선 현상을 미연에 방지하게 되고, 특히 상기 코일(23)의 직경 크기가 종래에 비해서 커져서, 코일(23) 권선량이 커지게 되어서 전자기력이 향상됨에 따라서, 진동 특성이나 응답 특성을 향상시키게 되었다.

도 2에 굵은 화살표로 도시되었듯이, 상기 영구자석(M)과 제1,2요크(24,25)에 의해 제공된 자기회로는 대략적으로 도넛츠 형상으로 형성된다.

Claims (18)

1. 선형 진동 발생장치에 있어서,
   브라켓과, 상기 브라켓에 고정된 코일 및 제1요크를 포함하는 고정자;
   상기 제1요크 내부 공간에 배치되어 동작하는 진동자; 및
   상기 고정자와 진동자 사이에 구비되어 상기 진동자를 지지하는 탄성체를 포함하고, 상기 제1요크는 중공형으로 구성되어 상기 제1요크 내부 공간에 상기 코일을 수용함을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 진동자는
   제2요크를 구비하고, 상기 코일 내부에 배치되어 제1,2요크와 함께 자기 회로를 제공하고, 상기 코일과 함께 진동힘을 제공하는 영구자석을 포함함을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
3. 삭제
4. 제2항에 있어서, 상기 영구자석은 상기 제1요크 및 코일 내부 공간에 수용된 상태로 배치되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 제1요크는
   내측으로 연장되어 상기 코일 상단을 덮는 링 형상의 상부; 및
   상기 상부에서 하측으로 연장되며, 상기 코일 외주면을 감싸는 링 형상의 하부로 구성되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 상부의 내경면은 상기 영구자석 외경면과 대면하게 배치되어서 일정한 갭이 존재함을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 상부의 내경은 상기 코일의 내경과 같거나 작게 구성되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
8. 제2항에 있어서, 상기 코일 내경면과 상기 영구자석 외경면은 서로 대면하게 배치되어 일정한 갭이 존재함을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
9. 제2항에 있어서, 상기 제2요크는 자성체 기능을 하는 재질로 구성되어서, 상기 영구자석 상면에 부착되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 제2요크는 원판형 또는 환형으로 구성되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
11. 제2항에 있어서, 상기 영구자석 저면에 링 형상의 플레이트가 더 구비되고, 상기 플레이트는 상기 제1요크 내부공간에 완전히 수용되는 구조임을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
12. 제2항에 있어서, 상기 영구자석 내부 공간에 중량체가 충만하게 구비되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 중량체는 외경면이 상기 영구자석 내경면과 접하게 배치되고, 상면을 상기 제2요크가 덮는 구조로 이루어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
14. 제2항에 있어서, 상기 제1요크는 상기 브라켓 상에서 상기 영구자석 높이까지 연장되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
15. 제2항에 있어서, 상기 브라켓과 결합되는 외형 케이스를 구비하고, 상기 진동자와 외형 케이스 사이에는 탄성체가 배치되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
16. 제2항에 있어서, 상기 제2요크 상에 상부 충돌 방지부가 더 구비되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
17. 제1항에 있어서, 상기 코일 내부의 브라켓 상에 하부 충돌 방지부가 더 구비되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
18. 삭제

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