KR20100103959A - 리니어 진동 모터 - Google Patents

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KR20100103959A KR1020090022049A KR20090022049A KR20100103959A KR 20100103959 A KR20100103959 A KR 20100103959A KR 1020090022049 A KR1020090022049 A KR 1020090022049A KR 20090022049 A KR20090022049 A KR 20090022049A KR 20100103959 A KR20100103959 A KR 20100103959A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 진동 모터는 내부공간에 질량체를 포함하는 케이스; 상기 케이스 내에서 자기장을 발생시키며, 상기 질량체와 고정되어 수평이동하는 가동부; 전원인가 시 상기 가동부의 자기장과 상호작용하여 상기 질량체가 왕복 수평이동하도록 하는 힘을 발생시키는 코일부; 및 상기 내부공간을 구획하며, 상기 코일부가 상기 내부공간 상에서 상기 가동부와 대향하도록 안착되는 지지판;을 포함할 수 있다.

Description

리니어 진동 모터{Linear vibration motor}
본 발명은 리니어 진동 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대용 단말기 내에서 수평방향으로 진동하여 휴대용 단말기의 두께를 줄일 수 있는 리니어 진동 모터에 관한 것이다.
진동 모터는 전자기적 힘의 발생원리를 이용하여 전기 에너지를 기계적 진동으로 변환하는 부품이다. 이와 같은 진동 모터는 점점 소형화 및 경량화되고 있으며, 휴대 단말기에 탑재되어 무음 착신 알림 기능이나 다양한 진동 기능을 제공한다.
특히, 휴대 단말기의 소형화, 고품질화에 의해서 터치 스크린 방식 등의 엘시디가 채택되고 있으며, 터치 스크린을 터치하는 경우 진동이 발생되는 기능이 요구되는 등 점차적으로 진동 모터의 개선이 중요해지고 있다.
최근에는 터치 스크린 폰의 진동기능 구현을 위해 리니어 진동 모터를 사용하고 있다. 리니어 진동 모터는 모터의 회전원리를 이용하는 것이 아니라 진동 모터 내부에 설치되는 스프링과 스프링에 매달린 질량체를 이용하여 결정되는 공진 주파수를 갖는 전자기력으로 가진되어 진동을 발생시키게 된다.
여기서 전자기력은 운동하는 질량체에 위치하는 마그넷과 상기 마그넷과 대응하는 위치에서 일정 주파수의 전류를 제공하는 코일부의 상호작용에 의하여 발생한다.
이와 같은 리니어 진동 모터는 엘씨디 화면에 수직한 방향으로 진동을 발생시키도록 구성되어 있다. 하지만, 수직방향으로 진동하는 경우는 질량체가 상하 변위를 확보하여 운동하여야 진동을 발생시킬 수 있기 때문에 단말기의 두께에 제약을 받게 된다.
즉, 단말기의 두께를 줄인 상태에서는 진동 모터의 진동량이 증가되지 않는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 내부의 질량체가 수평방향 이동하여 진동하도록 케이스 내부 공간을 구획하는 지지판 상에 설치되는 코일부와 상기 코일부에 대향되는 위치에서 질량체에 고정되고 상기 코일부와 상호작용으로 상기 질량체를 수평이동하게 하는 가동부를 포함하는 리니어 진동 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 진동 모터는 내부공간에 질량체를 포함하는 케이스; 상기 케이스 내에서 자기장을 발생시키며, 상기 질량체와 고정되어 수평이동하는 가동부; 전원인가 시 상기 가동부의 자기장과 상호작용하여 상기 질량체가 왕복 수평이동하도록 하는 힘을 발생시키는 코일부; 및 상기 내부공간을 구획하며, 상기 코일부가 상기 내부공간 상에서 상기 가동부와 대향하도록 안착되는 지지판;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 진동 모터는 상기 케이스와 상기 질량체 사이에 배치되어, 상기 질량체의 수평이동방향의 수평변위를 제어하는 탄성부재;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 진동 모터의 상기 탄성부재는 코일 스프링, 토션 스프링 또는 판스프링일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 진동 모터의 상기 탄성부재의 상 기 질량체는 상기 지지판을 기준으로 양측으로 나뉘어져 배치되며, 상기 질량체의 상부에는 상기 가동부로, 하부에는 연결부재로 연결고정되며, 상기 가동부와 상기 연결부재 사이의 공간 내에 상기 지지판이 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 진동 모터의 상기 탄성부재의 상기 질량체는 상기 지지판을 기준으로 양측으로 나뉘어져 배치되며, 상기 질량체의 하부에는 상기 가동부로, 상부에는 연결부재로 연결고정되며, 상기 가동부와 상기 연결부재 사이의 공간 내에 상기 지지판이 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 진동 모터의 상기 탄성부재의 상기 탄성부재는 상기 지지판을 둘러싸는 코일 스프링이며, 상기 코일 스프링은 상기 가동부와 상기 연결부재와 접촉하는 직경을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 진동 모터의 상기 탄성부재의 상기 질량체는 상기 지지판을 기준으로 양측으로 나뉘어져 배치되며, 상기 질량체의 상부 또는 하부에서 연결부재가 연결 고정되며, 상기 가동부는 상기 연결부재 상에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 진동 모터의 상기 탄성부재의 상기 가동부는 자속을 발생시키는 마그넷; 및 상기 마그넷이 일정간격으로 배치되어 자속을 집속시키는 요크;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 진동 모터의 상기 가동부는 상기 지지판 상부 또는 하부에서 상기 질량체와 고정되며, 상기 코일부는 상기 지지판의 상부 또는 하부면상에 배치되어 상기 가동부와 대향될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 진동 모터의 상기 지지판은 비자성체일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 진동 모터의 상기 지지판 상에는 상기 코일부에 외부의 전원을 공급하기 위한 플렉시블 기판이 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 리니어 진동 모터에 의하면, 질량체가 수평방향으로 진동하므로 단말기의 두께에 제약을 받지 않아 단말기를 슬림화할 수 있다.
또한, 단말기가 슬림화된 상태에서 질량체의 수평 변위를 확보할 수 있도록 길게 만들 수 있어 진동량을 용이하게 증가시킬 수 있다.
또한, 질량체를 케이스의 공간 전체에 맞도록 설계할 수 있어 공간 활용도를 높일 수 있으며, 질량체의 수평방향 내측으로 스프링을 배치시킬 수 있어 스프링의 직경을 크게할 수 있다.
또한, 스프링의 직경을 크게 함으로써 질량체와 스프링의 지지점이 넓어지게되어, 상기 질량체의 수평방향으로의 이동이 안정적으로 수행될 수 있다.
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 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 진동 모터의 부분 절개 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 진동 모터의 분해 사시도이다.
또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 진동 모터의 내부를 질량체를 제외한 상태로 도시한 개략 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 질량체와 가동부를 도시한 개략 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 진동 모터를 측면에서 본 모습을 도시한 개략 측단면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 진동 모터의 저면 사시도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 다른 수평 진동 모터는 케이스(12), 가동부(40), 코일부(55) 및 지지판(50)을 포함할 수 있다.
상기 케이스(12)는 내부 부품들을 수용하도록 내부 공간이 형성된다. 상기 내부 공간에는 질량체(20)가 수용된다. 상기 질량체(20)는 코일부(55)와 가동부(40)의 전자기적인 힘의 상호작용으로 상기 케이스(12)에서 수평방향으로 이동할 수 있다.
상기 케이스(12)는 직육면체로 이루어질 수 있다. 여기서, 직육면체의 길이가 긴 방향을 길이 방향으로, 길이가 짧은 방향을 측 방향으로 정의한다. 다만, 케 이스(12)가 정육면체인 경우는 길이 방향과 측 방향이 동일하다.
상기 질량체(20)는 수평방향 변위를 크게 하기 위해 상기 케이스(12)의 길이 방향의 길이를 더 크게 할 수 있다.
한편, 상기 가동부(40)는 상기 케이스(12) 내에서 자기장을 발생시키며, 상기 질량체(20)와 고정되어 수평 이동할 수 있다.
상기 가동부(40)는 자속을 발생시키는 마그넷(44)과 상기 마그넷(44)의 자속을 집속시키는 요크(42)를 포함한다.
상기 마그넷(44)은 하나 또는 다수개로 이루어질 수 있으며, 다수개로 이루어진 경우는 상기 요크(42)에서 일정간격으로 배치될 수 있다.
상기 케이스(12)의 내부공간은 지지판(50)에 의해 상하 방향에서 2개의 공간으로 구획될 수 있다. 상기 지지판(50)에 의해 구획되는 공간은 동일할 필요가 없으며 가동부(40)와 코일부(55)의 거리에 따라 다양하게 설계변경될 수 있다.
상기 가동부(40)와 상기 코일부(55)는 상기 질량체(20)를 수평방향으로 이동시키기 위한 전자기적인 힘을 발생시키도록, 상기 지지판(50)을 사이에 두고 다양하게 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 가동부(40)는 상기 지지판(50) 상부에서 상기 질량체(20)와 고정되며, 상기 코일부(55)는 상기 지지판(50)의 상부면상에 배치되어 상기 가동부(40)와 대향된다.
상기 코일부(55)는 상기 지지판(50)의 상부면상에 배치되며, 경우에 따라 다수개 배치되어 상기 가동부(40)와 상호작용하는 전자기력을 더 크게 할 수 있다.
상기 코일부(55)에 외부의 교류 전원이 인가되면, 상기 코일부(55)에 흐르는 전류의 방향이 바뀌게 된다. 이때, 상기 전류의 방향이 변하게 됨으로써, 상기 가동부(40)는 수평방향으로 좌우로 움직이게 된다. 상기 질량체(20)는 상기 가동부(40)와 고정되어 있으므로, 가동부(40)의 수평방향 운동에 따라 같이 수평방향 이동한다.
한편, 상기 케이스(12)와 상기 질량체(20) 사이에는 탄성부재(60)가 배치된다. 상기 탄성부재(60)는 코일 스프링, 토션 스프링 또는 판스프링 등으로 다양하게 사용될 수 있다.
한편, 상기 케이스(12) 내의 공간 활용도를 높이기 위해, 질량체(20)는 도 4에서 도시된 것과 같이 상기 케이스(12) 내의 지지판(50)을 기준으로 양측으로 나뉘어져 배치된다. 상기 질량체(20)는 상기 케이스(12)에 비해 적은 높이를 가짐으로써, 상기 케이스(12) 내에서 자유롭게 이동할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 질량체(20)의 상부에는 상기 가동부(40)로 하부에는 연결부재(26)로 연결고정된다. 또한, 상기 가동부(40)와 상기 연결부재(26) 사이의 공간 내에 상기 지지판(50)이 배치된다.
상기 연결부재(26)는 상기 질량체(20)와 동일 또는 다른 재료로 제조될 수 있다. 상기 연결부재(26)가 상기 질량체(20)와 동일 재료로 제조되는 경우 일체로 형성될 수도 있다.
상기 가동부(40)와 연결부재(26)는 상기 질량체(20)의 양단부에 상기 탄성부 재(60)가 수용되는 공간이 형성되도록 상기 질량체(20)의 길이방향의 길이보다 짧은 길이를 가질 수 있다.
상기 탄성부재(60)는 상기 지지판(50)을 둘러싸는 코일 스프링으로 이루어질 수 있으며, 이 경우 코일 스프링은 상기 가동부(40)와 상기 연결부재(26)와 접촉할 정도의 큰 직경을 가질 수 있다.
상기 코일 스프링의 직경이 커짐에 따라 질량체(20)와 상기 탄성부재(60)의 지지점이 넓어지게 되어, 상기 질량체(20)의 수평방향으로의 이동이 안정적으로 수행될 수 있다.
상기 지지판(50)은 상부에 배치되는 가동부(40)의 마그넷(44)의 영향을 받지 않게 하도록 비자성체로 제조하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 마그넷(44)은 자성체로 이루어지는 베이스(14)와 거리가 멀고 그 사이에 비자성체인 지지판(50)이 존재하기 때문에 상기 마그넷(44)의 베이스(14)로의 처짐현상이 발생하지 않을 수 있다.
상기 지지판(50) 상에는 상기 코일부(55)에 외부의 전원을 공급하기 위한 플렉시블 기판(56)이 배치될 수 있다. 본 발명의 리니어 진동 모터는 외부 기판과 컨택 스프링(18)으로 연결되어, 외부의 전원을 공급받는다. 상기 컨택 스프링(18)으로 제공되는 외부의 전원은 플렉시블 기판(56)을 통해 지지판(50) 상의 코일부(55)로 이동한다.
상기 플렉시블 기판(56)은 지지판(50)과 대응되는 위치의 케이스(12)에 형성되는 기판 통과홀(16)을 통해 상기 케이스(12)의 외부로 연결되며, 도 6에 도시된 것처럼 베이스(14) 아래의 컨택 스프링(18)으로 연장된다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수평 진동 모터의 내부를 질량체를 제외한 상태로 도시한 개략 단면도이며, 도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 질량체와 가동부를 도시한 개략 사시도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 코일부(55)가 상기 지지판(50)의 하부면 상에 배치되는 실시예의 구체적인 구성을 알 수 있다.
도 7 및 도 8의 실시예의 리니어 진동 모터는 도 3 및 도 4의 리니어 진동 모터와 상기 코일부(55)가 상기 지지판(50)의 하부면상에 배치되어 상기 가동부(40)에 대향하는 점에서 차이가 있으며, 이외의 점들은 동일하다.
따라서, 도 7 및 도 8의 실시예에 따른 리니어 진동 모터의 구체적인 작동 모습은 도 3 및 도 4의 실시예에 따르는 리니어 진동모터의 설명으로 대체하기로 한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 질량체와 가동부를 도시한 개략 사시도이다.
도 9를 참조하면, 도 9의 실시예의 리니어 진동모터의 질량체(20)는 지지판(50, 도 10 참조)을 기준으로 양측으로 나뉘어져 배치된다. 상기 질량체(20)의 상부 또는 하부에서 연결부재(26)가 연결고정되며, 상기 연결부재(26) 상에 가동부(40)가 배치된다.
이외의 구성요소들은 다른 실시예들과 동일 또는 유사하게 구성될 수 있으므 로 구체적인 설명은 생략한다. 코일에 전원을 공급하는 모습은 당업자가 용이하게 설계변경할 수 있다.
도 10의 (a) 및 (b)는 수평 진동 모터의 질량체가 케이스 내에서 왕복 수평이동하는 모습을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 10의 (a) 및 (b)를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 진동 모터의 운동모습을 개략적으로 설명한다. 본 발명에 따른 수평 진동하는 리니어 진동 모터를 휴대 단말기의 기판상에 설치한다. 이때, 전원이 컨택 스프링(18)을 통해 플렉시블 기판(56)을 따라 흐르며 지지판(50) 상의 코일부(55) 까지 흐르게 된다.
여기서, 외부의 전원은 교류 전원이 인가되므로, 상기 코일부(55) 상에 흐르는 전류의 방향이 역전되며, 상기 코일부(55)의 전류의 방향에 따라 힘을 받게 되는 가동부(40)가 수평방향 좌우로 이동하게 된다.
가동부(40)의 이동으로 상기 가동부(40)에 고정되는 질량체(20)가 이동하게 되며, 탄성부재(60)는 상기 질량체(20)가 좌우로 수평이동하여 인장과 압축을 반복할 때, 케이스(12), 상기 케이스(12)가 포함되는 휴대 단말기에 진동을 전달한다.
본 발명에 따른 리니어 진동 모터에 의하면, 질량체가 수평방향으로 진동하므로 단말기의 두께에 제약을 받지 않아 단말기를 슬림화할 수 있다.
또한, 단말기가 슬림화된 상태에서 질량체의 수평 변위를 확보할 수 있도록 길게 만들 수 있어 진동량을 용이하게 증가시킬 수 있다.
또한, 질량체를 케이스의 공간 전체에 맞도록 설계할 수 있어 공간 활용도를 높일 수 있으며, 질량체의 수평방향 내측으로 스프링을 배치시킬 수 있어 스프링의 직경을 크게할 수 있다.
또한, 스프링의 직경을 크게 함으로써 질량체와 스프링의 지지점이 넓어지게되어, 상기 질량체의 수평방향으로의 이동이 안정적으로 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 진동 모터의 부분 절개 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 진동 모터의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 진동 모터의 내부를 질량체를 제외한 상태로 도시한 개략 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 질량체와 가동부를 도시한 개략 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 진동 모터를 측면에서 본 모습을 도시한 개략 측단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 진동 모터의 저면 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수평 진동 모터의 내부를 질량체를 제외한 상태로 도시한 개략 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 질량체와 가동부를 도시한 개략 사시도.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 질량체와 가동부를 도시한 개략 사시도.
도 10의 (a) 및 (b)는 수평 진동 모터의 질량체가 케이스 내에서 왕복 수평이동하는 모습을 개략적으로 도시한 평면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
12: 케이스 14: 베이스
20: 질량체 40: 가동부
50: 지지판 60: 탄성부재

Claims (11)

  1. 내부공간에 질량체를 포함하는 케이스;
    상기 케이스 내에서 자기장을 발생시키며, 상기 질량체와 고정되어 수평이동하는 가동부;
    전원인가 시 상기 가동부의 자기장과 상호작용하여 상기 질량체가 왕복 수평이동하도록 하는 힘을 발생시키는 코일부; 및
    상기 내부공간을 구획하며, 상기 코일부가 상기 내부공간 상에서 상기 가동부와 대향하도록 안착되는 지지판;을 포함하는 리니어 진동 모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케이스와 상기 질량체 사이에 배치되어, 상기 질량체의 수평이동방향의 수평변위를 제어하는 탄성부재;를 더 포함하는 리니어 진동 모터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 탄성부재는 코일 스프링, 토션 스프링 또는 판스프링인 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 질량체는 상기 지지판을 기준으로 양측으로 나뉘어져 배치되며,
    상기 질량체의 상부에는 상기 가동부로, 하부에는 연결부재로 연결고정되며, 상기 가동부와 상기 연결부재 사이의 공간 내에 상기 지지판이 배치되는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 질량체는 상기 지지판을 기준으로 양측으로 나뉘어져 배치되며,
    상기 질량체의 하부에는 상기 가동부로, 상부에는 연결부재로 연결고정되며, 상기 가동부와 상기 연결부재 사이의 공간 내에 상기 지지판이 배치되는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 지지판을 둘러싸는 코일 스프링이며,
    상기 코일 스프링은 상기 가동부와 상기 연결부재와 접촉하는 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 질량체는 상기 지지판을 기준으로 양측으로 나뉘어져 배치되며,
    상기 질량체의 상부 또는 하부에서 연결부재가 연결 고정되며, 상기 가동부는 상기 연결부재 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가동부는 자속을 발생시키는 마그넷; 및
    상기 마그넷이 일정간격으로 배치되어 자속을 집속시키는 요크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가동부는 상기 지지판 상부 또는 하부에서 상기 질량체와 고정되며,
    상기 코일부는 상기 지지판의 상부 또는 하부면상에 배치되어 상기 가동부와 대향되는 것을 특징으로 리니어 진동 모터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 지지판은 비자성체인 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 지지판 상에는 상기 코일부에 외부의 전원을 공급하기 위한 플렉시블 기판이 배치되는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 모터.
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