KR101362392B1 - 선형 진동 발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에는 휴대 단말기에 채용되는 선형 진동 발생장치가 개시된다. 개시된 선형 진동 발생장치는 자기장을 형성하는 코일을 포함하는 고정자; 및 상기 고정자와 동축으로 대향하는 영구 자석을 포함하는 진동자를 포함하고, 상기 진동자는 상기 영구자석을 실장하는 요크 및 상기 요크와 일체형으로 연장되어 상기 진동자를 지지하는 탄성 부재를 포함한다.

휴대, 착신 장치, 선형 진동, 모터, 코인형, 요크, 탄성.

Description

선형 진동 발생장치{LINEAR VIBRATION GENERATING DEVICE}

본 발명은 선형 진동 발생장치에 관한 것으로서, 특히, 디엠비 폰, 스마트 폰, 셀룰러 폰 등을 포함하는 휴대 단말기에 채용되어 무음의 착신 장치로 사용되는 코인형 선형 진동 발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 휴대 단말기에 채용되어 착신 장치로 사용되는 진동 발생장치는 편심 회전형 진동 발생장치가 보편적으로 사용되어 왔으나, 현재는 휴대 단말기의 슬림화 추세와 더불어, 이동체의 회전 거리가 짧고, 편심 회전형 진동 발생장치에 비해서 시작과 정지 시에 빠른 진동 특성을 가지는 선형 진동 발생장치가 휴대 단말기에 채용되고 있다.

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

종래의 선형 진동 발생장치는 케이스 내에 코일을 구비한 고정자와, 영구자석을 구비한 진동자를 배치하고, 영구자석을 고정하기 위해서 요크가 구비되며, 이러한 영구자석이 고정된 요크를 탄성적으로 지지하여 진동을 발생시키도록 탄성 부재가 구비되어 왔다.

그러나, 종래의 선형 진동 발생장치는 요크와 탄성 부재가 별도로 제작되어 장착되는 구조이므로, 조립 공수가 증가되고, 제작 단가 상승 요인을 제공하게 되는 문제가 있다. 요크는 영구 자석이 구비되어야 하고, 이러한 영구자석이 고정된 요크는 탄성 부재에 의해 코일과 동축으로 배치되어 상하 진동을 제공하는 구조였다.

본 발명의 목적은 부품수 감소에 따른 조립공수를 줄여서 제조 원가를 절감한 선형 진동 발생장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 적재적소에 충돌 방지수단을 배치하여서 제품 수명을 연장한 선형 진동 발생장치를 제공함에 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 선형 진동 발생장치에 있어서, 자기장을 형성하는 코일을 포함하는 고정자; 및 상기 고정자와 동축으로 대향하는 영구 자석을 포함하는 진동자를 포함하고, 상기 진동자는 상기 영구자석을 실장하는 요크 및 상기 요크와 일체형으로 제작되며, 상기 요크에서 연장되어 상기 진동자를 지지하는 탄성 부재를 포함하고, 상기 탄성 부재는 요크의 하측에 배치되어 상기 코일을 수용하며, 상기 요크는 상단이 개방되어 영구자석이 수용되는 개구부를 포함한다.

삭제

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 선형 진동 발생장치는 요크와 탄성 부재가 일체형으로 제작되어 배치되어 짐으로서, 부품수 감소에 따른 조립 공정의 단순화에 의해 제조 원가를 절감하는 이점을 달성하였고, 영구 자석과 충돌할 수 있는 적재적소에 영구자석과 부품 간의 충돌을 미연에 방지하거나 최소화하여 제품의 수명을 연장시키는 이점을 달성하였다.

도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 선형 진동 발생장치(10)의 구성에 대해서 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 선형 진동 발생장치(10)는 셀룰러 폰이나, 스마트 폰 등을 포함하는 휴대 단말기의 소정 위치에 채용되어 무음의 착신 장치의 하나로 사용되는 소형의 진동 발생 모터로서, 슬림한 코인형으로 구성된다.

상기 선형 진동 발생장치(10)는 고정자(100)와, 상기 고정자(100)에서 선형으로 진동하는 진동자(200)를 포함하고, 상기 진동자(200)는 요크(210) 및 상기 요크(210)와 일체형으로 제작된 탄성 부재(220)를 포함한다. 구체적으로, 개시된 선형 진동 발생장치(10)는 자기장을 형성하는 코일(130)을 포함하는 고정자(100)와, 상기 고정자(100)와 동축으로 대향하는 영구 자석(M)을 포함하는 진동자(200)를 포함한다, 특히, 본 발명에 따른 진동자(200)는 상기 영구 자석(M)을 실장하는 요크(210) 및 상기 요크(210)와 일체형으로 연장되어 상기 영구자석(M)을 상기 코일(130) 상부에 지지하는 탄성 부재(220)를 포함한다.

상기 고정자(100)와 진동자(200)는 서로 상대적인 개념으로, 상기 고정자(100)는 상기 진동자(200)에 대해 고정되는 부분을 의미하고, 상기 진동자(200)는 상기 고정자(100)에 대해 진동하는 부분을 의미한다. 상기 고정자(100)는 브라켓(120), 상기 브라켓(120) 상에 결합되는 케이스(110) 및 상기 브라켓(120) 상에 장착되고, 상기 케이스(110) 내에 수용되어 전류를 인가하면 전자기력을 제공하는 원통형의 코일(130)을 포함한다. 언급된 케이스(110)는 하우징 기능으로, 내부에 수용된 소자들을 외부 환경으로부터 보호하는 기능을 담당하며, 코인형으로 구성된다.

또한, 상기 진동자(200)는 상기 요크(210)에 실장된 영구자석(M)과, 상기 요크(210) 외측에 결합된 중량체(250)를 포함한다. 상기 중량체(250)는 중공형으로 구성되어 상기 요크(210)의 외주면에 삽입장착되는 소자로서, 선형 진동을 위해서 진동자에 소정의 질량을 제공하고, 상기 영구자석(M)의 자력의 영향을 받지 않는 비자성체 재질로 이루어진다.

상기한 구성에 따른 선형 진동 원리는 상기 코일(130)에 전류를 인가하면, 상기 코일(130)에서 발생된 전자기력과, 상기 영구 자석(M)의 자성과의 상호 작용으로, 상기 영구 자석(M)의 상하 진동을 유도한다. 이때, 상기 영구 자석(M)은 원통형의 코일(130) 내에 위치하거나, 외부에 위치될 수 있다. 이러한 선형 진동 원리는 당해분야에서 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

이러한 원리로 동작되는 선형 진동 발생장치(10)는 요크(210)와 탄성 부재(220)가 일체형으로 구성, 구체적으로 일체형으로 형태로 제작되며, 일체형으로 성형으로 구성될 수 있다. 상기 탄성 부재(220)는 상기 요크(210) 하측에 위치하고, 상기 브라켓(120)에 그의 하단이 접하게 배치된다. 상기 탄성 부재(220)는 상기 요크(210)와 일체형인 연결부(220a)와, 상기 연결부(220a)와 일체형으로 나선형으로 구성되어 하방으로 갈수록 확장되는 형상이고, 서로 멀어지는 방향으로 탄성 력을 보유한 적어도 하나 이상의 탄성 전개부(220b)와, 상기 탄성 전개부(220b)와 일체형으로 구성되어 상기 영구자석을 내경부에 구비한 요크(210)을 지지하는 고정부(220c)를 포함한다. 상기 탄성 전개부(220b)는 다수 개로 구성되며, 특히 대칭으로 구성되는 것이 바람직하다. 즉 상기 탄성 전개부(220b)는 2개으로 이상 형성됨이 바람직하다.

상기 요크(210)는 상단부 일부가 개방되고, 하단부는 완전히 개방된 대략 중공의 원통 형상으로, 후술하겠지만, 상기 상단부의 일부 개방된 곳에 영구 자석(M)이 상측 플레이트(230)에 의해 내경을 가지는 개구부(210a)에 실장되고, 상기 하단부의 개방된 공간은 상기 코일(130)의 상단이 근접하게 배치된다.

상기 요크(210)의 구체적인 구성은 상단이 개방되어 영구 자석(M)의 상단부가 수용되는 소정의 내경을 가지는 개구부(210a)와, 상기 개구부(210a)에서 방사방향으로 연장된 고정부(210b)와, 상기 고정부(210b)에서 수직 하방으로 연장된 중공형 수직 전개부(210c)와, 상기 수직 전개부(210c)의 단부에서 상기 탄성 부재(220)와 일체형으로 형성된 연결부(210d)를 포함한다. 상기 연결부(210d)와 탄성 부재(220) 사이는 소정의 각도를 가진 형상을 제공한다. 상기 요크(210)는 상기한 구성에 따라서 상기 영구자석(M)을 거의 수용한 채로 상하 선형 진동을 가이드한다.

본 발명에 따른 선형 진동 발생장치(10)는 소정 위치에 진동자의 진동 시에 발생하는 충돌을 방지하지 하기 위한 수단들을 구비하는데, 이하에서는 선형 진동 발생장치의 적재 적소에 구비된 영구자석과의 충돌 방지 수단의 구성에 대해서 설명하기로 한다.

상기 영구 자석(M)은 상측 플레이트(230)에 의해 상기 개구부(210a)에 고정되고, 저면에 하측 플레이트(240)가 구비된다. 상기 상측 플레이트(230)는 영구 자석(M)의 상면과 접하게 고정된 상태로, 상기 요크의 고정부(210b) 상면에 접하면서 평행하게 고정되는데, 상기 영구 자석(M)의 상하 선형 진동 시, 상기 케이스(110)의 천정면과의 충돌을 방지하기 위하여 상기 상측 플레이트(230) 상면에 상측 이동형 수직 충돌 방지 수단(310)을 더 구비한다. 상기 상측 이동형 수직 충돌 방지 수단(310)은 상기 영구 자석(M)의 자속에 대응하여 집속되는 자성 유체를 포함하고, 특히, 링 형상의 자성 유체 띠를 제공하게 된다. 달리, 상기 상측 이동형 수직 충돌 방지 수단(310)은 상기 상측 플레이트(230)에 다수 개의 점 도포로 간격지게 구성될 수 있다. 그리고, 상기 영구자석(M)의 상하면에 각각 장착된 상하측 플레이트(230,240)는 자성체로 구성될 수 있다.

언급된 자성 유체는 영구 자석(M)의 자속에 집속하는 물질로서, 액체 속에 자성 분말을 콜로이드 모양으로 안정, 분산시킨 다음 중력이나 자기장 등에 의한 자성분말의 침전이나 응집이 생기지 않도록 계면 활성제를 첨가한 물질을 의미하고, 자성에 끌리는 성질을 구비한다.

상기 상측 이동형 수직 충돌 방지 수단(310)은 동작 시에 상기 영구자석(M)과 케이스(110) 천정면 간의 터치음을 최소화한다.

상기 영구 자석(M) 저면에는 하측 플레이트(240)가 장착되는데, 상기 하측 플레이트(240)는 내경이 원형이고, 외부 형상은 원형, 다각형 또는 타원형으로 구비된다. 상기 다각형은 삼각형, 사각형 등을 지칭한다. 바람직하게 상기 하측 플레 이트(240)는 내경을 가지는 중공 영역이 구비되고, 상기 중공 영역에 하측 이동형 수직 충돌 방지 수단(330)이 더 구비된다. 상기 하측 이동형 수직 충돌 방지 수단(330)은 상기 영구 자석(M)의 상하 수직진동 시에 상기 브라켓(120)과의 충돌을 미연에 방지한다. 상기 하측 이동형 수직 충돌 방지 수단(330)은 자성 유체로 구성될 수 있거나, 단면 접착식의 실리콘 또는 테이프 또는 오일로 구성될 수 있다. 상기 하측 이동형 수직 충돌 방지 수단(330)은 상기 영구 자석(M)의 저면에 접하게 형성되어서 상기 브라켓(120)과의 충돌을 미연에 방지한다. 따라서, 선형 진동 모터 동작 시에 상기 영구자석(M)과 브라켓(120)과의 터치음을 최소화한다. 아울러, 상기 하측 플레이트(240)는 내경 중공 영역에 충돌 방지 수단(330)이 구비되지 않았다면, 탄성을 가지는 재질로 대체하여 충돌 방지 기능을 담당할 수 있음은 물론이다. 언급된 탄성 재질은 일면 접착식의 스폰지나 실리콘과 같은 부품이 사용될 수 있다.

추가적으로, 상기 요크(210)와 탄성 부재(220) 및 코일(130) 사이에는 좌우 충돌 방지 수단(320)을 더 구비한다. 상기 좌우 충돌 방지 수단(320)은 상기 요크(210)와 탄성 부재(220) 내면에 접하게 형성된다. 상기 좌우 충돌 방지수단(320)은 상기 코일(130)에 전류가 인가되어서 상기 영구 자석(M)이 상하 진동 운동 시, 상기 코일(130)의 상부 외측면과의 충돌을 미연에 방지한다. 상기 좌우 충돌 방지 수단(320)은 자성 유체를 포함하고, 특히 자성 유체 띠 형상이며, 구체적으로 링 형상으로 형성되어서 상기 코일(130), 구체적으로 상기 코일의 상부쪽을 감싸게 배치된다. 달리, 상기 좌우 충돌 방지 수단(320)은 다수 개의 점 도포 형상으로 간격 지게 구성될 수 있다.

또한, 상기 코일(130)이 배치된 브라켓(120) 바닥면에 고정형 충돌 방지 수단(340)을 더 구비한다. 상기 고정형 충돌 방지 수단(340)은 원판형으로 상기 코일 (130)내에서 상기 영구 자석(M)과 대면 또는 상기 하측 이동형 수직 충돌 방지수단(330)과 대면하게 배치된다. 상기 고정형 충돌 방지 수단(340)은 탄성을 가지는 실리콘 또는 발포 성분의 고분자 재질, 예를 들어 스폰지와 같은 재질로 구성될 수 있으며, 일면 부착식의 실리콘 또는 발포성분의 고분자 단면 테이프로 이루어진다.

도 2는 본 발명에 따른 선형 진동 발생장치(40)의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다. 도 2를 설명함에 있어서, 도 1에 개시된 본 발명의 실시 예에 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 상기 선형 진동 발생장치(40)는 상기 케이스(110) 내부 천정면에 상측 충돌 방지 수단(430)을 더 구비한다. 상기 상측 충돌 방지 수단(340)은 탄성을 가지는 실리콘 또는 발포성분의 고분자 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 스폰지와 같은 재질로 구성될 수 있다. 상기 상측 충돌 방지 수단은 천정면에 접착제에 의해 부착된다. 즉, 상기 상측 충돌 방지 수단(430)은 단면 부착식의 실리콘 또는 발포성분의 고분자 단면 테이프로 구성될 수 있다.

상기한 구성에 따라서 상기 코일에 전류를 인가하면, 상기 영구자석(M)은 상기 코일과 동축으로 상하 진동 운동을 하는데, 상기 케이스(110)의 천정면과의 충돌을 미연에 방지하거나 최소화한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 선형 진동 발생장치를 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 선형 진동 발생장치를 나타내는 단면도.

Claims (20)

1. 선형 진동 발생장치에 있어서,

   자기장을 형성하는 코일을 포함하는 고정자; 및

   상기 고정자와 동축으로 대향하는 영구 자석을 포함하는 진동자를 포함하고,

   상기 진동자는

   상기 영구자석을 실장하는 요크 및 상기 요크와 일체형으로 제작되며, 상기 요크에서 연장되어 상기 진동자를 지지하는 탄성 부재를 포함하고,

   상기 탄성 부재는 요크의 하측에 배치되어 상기 코일을 수용하며,

   상기 요크는 상단이 개방되어 영구자석이 수용되는 개구부를 포함함을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 탄성 부재는

   상기 요크와 일체형인 연결부;

   상기 연결부와 일체형으로 나선형으로 구성되어 하방으로 갈수록 확장되는 형상이고, 서로 멀어지는 방향으로 탄성력이 제공되는 적어도 두개 이상의 탄성 전개부; 및

   상기 탄성 전개부와 일체형으로 구성되어 상기 요크를 지지하는 고정부를 포함함을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 요크는

   상기 개구부에서 방사방향으로 연장된 고정부;

   상기 고정부에서 수직하방으로 연장된 원통형 수직 전개부; 및

   상기 수직 전개부의 단부에서 상기 탄성 부재와 일체형인 연결부를 포함함을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 영구자석은 상하면에 각각 상측 플레이트 및 하측 플레이트가 더 구비되고, 상기 상측 플레이트에 의해 상기 개구부에 장착되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 상측 및 하측 플레이트는 자성체로 이루어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 하측 플레이트는 내경이 원형이고, 외부 형상은 원형, 또는 다각형 또는 타원형으로 구비되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
9. 제6항에 있어서, 상기 상측 플레이트 상면에 상측 이동형 수직 충돌 방지 수단을 더 구비함을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 상측 이동형 수직 충돌 방지 수단은 자성 유체를 포함하고, 상기 자성 유체는 다수 개 간격진 점 도포 또는 링 형상의 자성 유체띠로 이루어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
11. 제6항에 있어서, 상기 하측 플레이트 내경과 접하는 중공 영역에 하측 이동형 수직 충돌 방지 수단을 더 구비함을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 요크와 상기 탄성 부재 사이에는 좌우 충돌 방지 수단을 더 구비함을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 좌우 충돌 방지 수단은 상기 요크와 탄성 부재 및 상기 코일 사이에서, 상기 요크와 탄성 부재 사이 내면에 접하게 형성되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
14. 제12항에 있어서, 상기 좌우 충돌 방지 수단은 자성 유체를 포함하고, 상기 자성 유체는 다수 개 간격진 점 도포 또는 링 형상의 자성 유체띠로 이루어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
15. 제1항에 있어서, 상기 코일이 배치된 고정자 바닥면에 일면 부착식의 고정형 충돌 방지 수단이 더 구비되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 고정형 충돌 방지 수단은 단면 부착식의 실리콘 또는 발포성분의 고분자 또는 단면 테이프로 이루어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
17. 삭제
18. 제1항에 있어서, 상기 고정자는

    상기 진동자를 수용하는 케이스; 및

    상기 케이스에 결합되는 브라켓을 포함하고,

    상기 진동자는

    상기 요크의 외측에 결합된 중량체를 포함함을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.
19. 제6항에 있어서, 상기 하측 플레이트는 탄성 재질로 구성되어 충돌 방지 기능을 담당함을 특징으로 하는 선형 진동 발생 장치.
20. 제18항에 있어서, 상기 영구자석과 대향하는 상기 케이스 천정면에 상측 충돌형 방지 수단이 더 구비되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 발생장치.

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