KR101881400B1 - 진동발생장치 - Google Patents

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KR101881400B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치는 내부공간을 가지는 케이스와, 상기 케이스의 측벽에 고정 설치되는 코일과, 상기 코일의 내측에 배치되도록 케이스에 고정 설치되는 탄성부재와, 상기 탄성부재에 고정 설치되는 중량체 및 상기 코일에 대향 배치되도록 상기 중량체에 고정 설치되는 마그넷을 포함한다.

Description

진동발생장치{Vibrator}
본 발명은 진동발생장치에 관한 것이다.
핸드폰 및 테블릿 PC 등에 사용되고 있는 진동발생장치는 장수명과 빠른 응답성을 가질 수 있도록 판 스프링을 구비하는 리니어 액츄에이터가 채용되고 있는 실정이다.
그리고, 가장 많이 채용되고 잇는 리니어 액츄에이터는 판 스프링에 중량체가 설치되는 구조를 가지고 있다. 또한, 중량체는 판 스프링과 함께 수직방향으로 이동되면서 진동된다.
한편, 중량체는 보통 비중이 큰 텅스텐 재질로 이루어질 수 있다.
그런데, 상기한 구조에서 진동량을 키우기 위해서는 중량체의 크기를 키우거나 수직방향의 길이를 증가시켜야 하는데, 이는 진동발생장치의 두께 증가와 직결되므로 박형화를 구현하기 어려운 문제가 있다.
즉, 진동발생장치의 박형화를 구현하면서 진동량을 증가시킬 수 있는 구조의 개발이 절실이 필요한 실정이다.
하기의 선행문헌 1,2에는 판 스프링을 구비하는 진동발생장치가 개시되어 있다.
대한민국 공개특허공보 제2005-0122340호 대한민국 공개특허공보 제2010-0119971호
박형화를 실현하면서도 진동량을 증대시킬 수 있는 진동발생장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치는 내부공간을 가지는 케이스와, 상기 케이스의 측벽에 고정 설치되는 코일과, 상기 코일의 내측에 배치되도록 케이스에 고정 설치되는 탄성부재와, 상기 탄성부재에 고정 설치되는 중량체 및 상기 코일에 대향 배치되도록 상기 중량체에 고정 설치되는 마그넷을 포함한다.
상기한 진동발생장치는 상기 코일의 내부면에 고정 설치되어 코일의 파손을 방지하는 보호부재를 더 포함할 수 있다.
상기한 진동발생장치는 상기 케이스의 내부로부터 외부로 인출되며 상기 코일에 연결되는 회로기판을 더 포함할 수 있다.
상기 탄성부재는 판 스프링으로 이루어질 수 있다.
상기 탄성부재는 상기 중량체가 접합 설치되는 중량체 접합부와, 상기 중량체 접합부로부터 연장 형성되는 탄성변형부 및 상기 탄성변형부로부터 연장 형성되어 상기 케이스에 고정 설치되는 고정 설치부를 구비할 수 있다.
상기 코일은 마그넷이 내측에 배치되도록 원통 형상을 가질 수 있다.
상기 중량체는 원반 형상을 가지며, 외주면에 상기 마그넷이 설치되는 설치홈이 형성될 수 있다.
상기 보호부재는 비자성체의 합성수지 재질로 형성되는 필름으로 이루어질 수 있다.
상기한 진동발생장치는 상기 중량체에 대향 배치되도록 상기 케이스에 설치되어 상기 중량체와 상기 케이스의 접촉시 충격을 완화하는 완충부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치는 내부공간을 가지는 케이스와, 상기 케이스의 측벽에 고정 설치되는 코일과, 상기 코일의 내측에 배치되도록 케이스에 고정 설치되는 탄성부재와, 상기 탄성부재에 고정 설치되는 중량체와, 상기 코일에 대향 배치되도록 상기 중량체에 고정 설치되는 마그넷과, 상기 코일의 내부면에 고정 설치되어 코일의 파손을 방지하는 보호부재와, 상기 코일의 상면에 설치되며, 케이스의 외부로 일단부가 인출되는 회로기판 및 상기 중량체에 대향 배치되도록 상기 케이스에 설치되어 상기 중량체와 상기 케이스의 접촉시 충격을 완화하는 완충부재를 포함한다.
중량체의 두께를 감소시켜 박형화를 구현시킬 수 있으며, 스프링의 형상 변경을 통해 진동량을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
나아가, 보호부재를 통해 코일의 손상을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3의 (a),(b),(c)는 본 발명에 따른 진동발생장치에 구비되는 탄성부재의 다양한 변형 실시예를 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 분해 사시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안한 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 개략 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치(100)는 일예로서, 케이스(110), 코일(120), 탄성부재(130), 중량체(140), 마그넷(150), 및 회로기판(160)을 포함하여 구성될 수 있다.
케이스(110)는 내부공간을 가지도록 형성될 수 있으며, 비자성체 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 케이스(110)는 하부 케이스(112)와 상부 케이스(114)로 구성될 수 있다.
하부 케이스(112)는 원형의 그릇 형상을 가질 수 있으며, 측벽에 회로기판(160)이 인출될 수 있도록 인출홈(112a)이 형성될 수 있다.
그리고, 상부 케이스(114)는 하부 케이스(112)에 결합되어 내부공간을 밀폐하는 역할을 수행한다.
본 실시예에서는 케이스(110)가 원형인 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 케이스(110)는 다각형 형상을 가질 수 있다.
코일(120)은 케이스(110)의 측벽에 고정 설치될 수 있다. 즉, 코일(120)은 하부 케이스(112)의 가장자리에 배치되도록 설치될 수 있다. 또한, 코일(120)은 중공의 원통 형상을 가질 수 있다.
그리고, 탄성부재(130), 중량체(140), 마그넷(150)은 코일(120)의 내측에 배치될 수 있다.
탄성부재(130)는 코일(120)의 내측에 배치되도록 케이스(110)에 고정 설치될 수 있다. 즉, 탄성부재(130)는 판 스프링으로 이루어질 수 있으며, 탄성부재(130)의 가장자리가 하부 케이스(112)에 고정 설치될 수 있다.
한편, 탄성부재(130)는 중량체(140)가 접합 설치되는 중량체 접합부(132)와, 중량체 접합부(132)로부터 연장 형성되는 탄성변형부(134) 및 탄성변형부(134)로부터 연장 형성되어 케이스(110)에 고정 설치되는 고정 설치부(136)를 구비할 수 있다.
중량체 접합부(132)는 중량체(140)와의 접촉 면적을 증대시키기 위해 원판 형상을 가질 수 있다.
그리고, 탄성변형부(134)는 일단이 중량체 접합부(132)에 연결되고 타단이 고정 설치부(136)에 연결되어 중량체 접합부(132)가 상,하로 진동되도록 신축된다.
그리고, 고정 설치부(136)는 하부 케이스(112)에 고정 설치되며, 원형의 고리 형상을 가질 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 탄성변형부(134)와 고정 설치부(136)가 이루는 각도(a1, a2, a3)에 따라 중량체 접합부(132)의 직경(d1, d2, d3)이 달라질 수 있다.
그리고, 중량체 접합부(132)의 직경(d1, d2, d3)은 탄성변형부(134)와 고정 설치부(136)가 이루는 각도(a1, a2, a3)에 비례하여 증감될 수 있다.
중량체(140)는 탄성부재(130)에 고정 설치될 수 있다. 즉, 중량체(140)는 탄성부재(130)의 중량체 접합부(132)의 상면에 고정 설치된다.
그리고, 중량체(140)는 원반 형상을 가질 수 있으며, 외주면에 마그넷(150)이 설치되는 장착부(142)가 형성될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 진동발생장치(100)에 구비되는 중량체(140)는 중앙부에 홀이 형성되지 않을 수 있어, 중량체(140)의 전체 두께를 감소시킬 수 있다.
더하여, 중량체(140)의 중앙부에 홀이 형성되지 않을 수 있으므로, 중량체(140)를 저비중의 재질로 제조할 수 있다. 즉, 중량체(140)는 일예로서 저비중의 텅스텐 재질로 이루어질 수 있다.
마그넷(150)은 코일(120)에 대향 배치되도록 중량체(140)에 고정 설치된다. 즉, 마그넷(150)은 중량체(140)의 장착부(142)에 고정 설치되며, 마그넷(150)의 외주면은 코일(120)의 내주면에 대향 배치된다.
그리고, 마그넷(150)은 원형의 고리 형상을 가질 수 있다.
이와 같이, 마그넷(150)이 코일(120)에 대향 배치되므로, 코일(120)에 전원이 공급되면 코일(120)과 마그넷(150)의 전자기적 상호작용에 의해 마그넷(150)과 중량체(140)가 진동될 수 있다.
또한, 마그넷(150)이 중량체(140)의 장착부(142)에 설치되므로, 마그넷(150)과 중량체(140)의 접촉면적을 증가시킬 수 있어 마그넷(150)과 중량체(140)의 결합강도가 증대될 수 있다.
이에 따라, 마그넷(150)이 중량체(140)로부터 이탈되는 것을 억제할 수 있다.
회로기판(160)은 케이스(110)의 내부로부터 외부로 인출되며, 코일(120)에 연결될 수 있다. 그리고, 회로기판(160)는 플렉시블 회로기판일 수 있으며, 코일(120)에 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서 진동 발생에 대한 작동을 살펴보면, 코일(120)에 공진 주파수의 교번 전류가 인가되면 코일(120)과, 코일(120)에 대향 배치되는 마그넷(150)의 전자기적 상호작용에 의해 마그넷(150)이 진동될 수 있는 구동력이 발생된다.
그리고, 마그넷(150)에 가해지는 구동력이 탄성부재(130)으로 전달되어 중량체(140)와 마그넷(150)이 상,하로 진동될 수 있다.
상기한 바와 같이, 코일(120)이 케이스(110)의 가장자리에 배치되고 마그넷(150)이 코일(120)의 내측에 배치되는 구조를 채용함으로써, 중량체(140)의 중량은 유지한 채 중량체(140)의 두께를 감소시킬 수 있다.
이에 따라, 진동발생장치(100)의 박형화를 구현할 수 있는 것이다.
더하여, 마그넷(150)이 중량체(140)의 장착부(142)에 설치되므로, 마그넷(150)과 중량체(140)의 접촉면적을 증가시킬 수 있어 마그넷(150)과 중량체(140)의 결합강도가 증대될 수 있다.
이에 따라, 마그넷(150)이 중량체(140)로부터 이탈되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 탄성부재(130)의 중앙부에도 홀을 형성하지 않을 수 있어 도 3에 도시된 바와 같이, 박형화에 따라 탄성부재(130)의 형상을 다양하게 변경할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 상기에서 설명한 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 상기한 설명에 갈음하고 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 개략 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치(200)는 일예로서, 케이스(210), 코일(220), 탄성부재(230), 중량체(240), 마그넷(250), 회로기판(260) 및 보호부재(270)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치(200)에 구비되는 케이스(210), 코일(220), 탄성부재(230), 중량체(240), 마그넷(250), 회로기판(260)은 상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치(100)에 구비되는 케이스(110), 코일(120), 탄성부재(130), 중량체(140), 마그넷(150), 회로기판(160)과 동일한 구성에 해당되는 것으로, 여기서는 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
보호부재(270)는 코일(220)의 내부면에 고정 설치되어 코일(220)의 손상을 방지한다. 즉, 보호부재(270)는 중량체(240) 및 마그넷(250)의 진동시 중량체(140)와 마그넷(250)이 코일(220)에 접촉되어 코일(220)이 손상되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.
이를 위해 보호부재(270)는 비자성체 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 보호부재(270)는 합성수지 재질로 이루어질 수 있다.
그리고, 보호부재(270)는 박판 형상을 가진 필름으로 이루어질 수 있다. 즉, 중량체(240)와 마그넷(250)의 진동공간을 확보하기 위하여 보호부재(270)는 필름으로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 필름으로 이루어지는 보호부재(270)를 통해 코일(220)이 손상되는 것을 방지하는 동시에 중량체(240)와 마그넷(250)의 진동공간의 감소를 억제할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동발생장치에 대하여 살펴보기로 한다.
도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 개략 단면도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동발생장치(300)는 일예로서, 케이스(310), 코일(320), 탄성부재(330), 중량체(340), 마그넷(350), 회로기판(360), 보호부재(370) 및 완충부재(380)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동발생장치(300)에 구비되는 케이스(310), 코일(320), 탄성부재(330), 중량체(340), 마그넷(350), 회로기판(360)은 상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치(100)에 구비되는 케이스(110), 코일(120), 탄성부재(130), 중량체(140), 마그넷(150), 회로기판(160)과 동일한 구성에 해당되는 것으로, 여기서는 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 진동발생장치(300)에 구비되는 보호부재(370)는 상기한 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동발생장치(200)에 구비되는 보호부재(270)와 동일한 구성에 해당되는 것으로, 여기서는 자세한 설명을 생략하고 상기한 설명에 갈음하기로 한다.
완충부재(380)는 중량체(340)에 대향 배치되도록 케이스(310)에 설치되어 중량체(340)와의 접촉으로 충격을 완화한다. 즉, 완충부재(380)는 상부 케이스(314)의 저면에 설치되어 중량체(340)의 진동시 중량체(340)와 상부 케이스(314)의 접촉을 방지하며, 더하여 중량체(340)로부터 가해지는 충격을 완화시킨다.
이를 위해 완충부재(380)는 탄성을 가진 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 완충부재(380)는 원판 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 완충부재(380)는 중량체(240)의 가장자리에 접촉될 수 있도록 원형의 고리 형상을 가질 수 있다.
이와 같이 완충부재(380)가 상부 케이스(314)의 저면에 설치되므로, 중량체(340)와 상부 케이스(314)의 접촉시 발생되는 소음을 저감시킬 수 있으며, 중량체(340)와 상부 케이스(314)의 접촉으로 인하여 중량체(340)와 상부 케이스(314)의 파손을 저감시킬 수 있다.
한편, 탄성부재(330)의 중량체 접합부(332)의 저면에는 중량체 접합부(332)와 하부 케이스(312)의 접촉시 발생되는 소음을 저감시키기 위하여 자성유체(390)가 도포될 수 있다.
상기한 바와 같이, 완충부재(380)와 자성유체(390)를 통해 소음 발생을 저감시킬 수 있다.
100, 200, 300 : 진동발생장치
110, 210, 310 : 케이스
120, 220, 320 : 코일
130, 230, 330 : 탄성부재
140, 240, 340 : 중량체
150, 250, 350 : 마그넷
160, 260, 360 : 회로기판
270, 370 : 보호부재
380 : 완충부재

Claims (10)

  1. 내부공간을 가지는 케이스;
    상기 케이스의 측벽을 따라 원통형으로 상기 내부공간을 포위하여 측벽에 고정 설치되는 코일;
    상기 코일의 내측에 배치되도록 케이스에 고정 설치되는 탄성부재;
    상기 탄성부재에 고정 설치되는 중량체;
    상기 코일에 대향 배치되도록 상기 중량체에 고정 설치되는 마그넷;
    상기 케이스의 내부로부터 외부로 인출되며 상기 코일에 연결되는 회로기판; 및
    상기 코일의 내부면에 고정 설치되어 코일의 파손을 방지하는 보호부재를 포함하고,
    상기 탄성부재는 판 스프링이고, 상기 중량체가 접합 설치되는 중량체 접합부와, 상기 중량체 접합부로부터 연장 형성되는 탄성변형부 및 상기 탄성변형부로부터 연장 형성되어 상기 케이스에 고정 설치되는 고정 설치부를 구비하며,
    상기 원통형 코일의 상면은 상기 중량체의 상면보다 높고 원통형 코일의 하면은 중량체의 하면보다 낮게 배치되며,
    상기 중량체의 최외주 직경과 상기 마그넷의 최외주 직경은 동일하고,
    상기 중량체의 최외주 직경은 상기 코일의 내경보다 작으며,
    상기 보호부재는 비자성체의 합성수지 재질로 형성되는 필름으로 이루어진 진동발생장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 중량체는 원반 형상을 가지며, 외주면에 상기 마그넷이 설치되는 장착부가 형성되는 진동발생장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 중량체에 대향 배치되도록 상기 케이스에 설치되어 상기 중량체와의 접촉시 충격을 완화하는 완충부재를 더 포함하는 진동발생장치.
  10. 삭제
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