KR20110032890A

KR20110032890A - 수평 진동자

Info

Publication number: KR20110032890A
Application number: KR1020090090625A
Authority: KR
Inventors: 최준근; 오화영; 김용진
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2011-03-30
Also published as: US8299658B2; KR101079448B1; CN102035343A; US20110068640A1

Abstract

본 발명에 따른 수평 진동자는 내부 공간을 제공하는 브라켓; 상기 내부 공간에 장착되어 수평 선형 운동하는 진동부; 상기 진동부가 수평 이동하도록 전자기력을 제공하는 자계부; 및 상기 브라켓의 상부를 덮도록 형성되는 커버부;를 포함하고, 상기 브라켓은 상기 진동부가 수평 선형 운동하도록 지지하기 위한 지지판부를 포함하고, 상기 커버부는 상기 지지판부와 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

수평 진동자{horizontal linear vibrator}

본 발명은 수평 진동자에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 개인휴대단말기에 장착되어 진동하도록 설계되는 수평 진동자에 관한 것이다.

일반적으로 통신기기에서 반드시 필요한 기능 중의 하나가 착신 기능이다. 이러한 착신기능으로 많이 사용되는 유형은 멜로디나 벨과 같은 발성 기능과 기기에 진동을 전달하는 진동 기능 등이 있다.

이러한 기능 중에서 진동 기능은 스피커를 통해 멜로디나 벨이 외부로 전달되어 타인에게 피해를 입히지 않고자 하는 경우에 주로 사용된다. 이러한 진동을 위해서는 소형의 진동 모터를 구동시켜 구동력이 기기의 케이스로 전달되도록 하여 기기가 진동을 할 수 있도록 하는 것이 일반적이다.

특히, 최근에는 휴대폰의 소형화, 고품질화에 의해서 터치 스크린 방식 등의 엘시디가 채택되고 있으며, 터치 시에 진동이 발생되는 기능이 요구되는 등 점차적으로 진동 모터의 개선이 중요해지고 있다.

현재 휴대폰에 적용되고 있는 진동모터는 회전력을 발생시켜 불평형 질량의 회전부를 회전시킴으로써 기계적 진동을 얻는 방식을 사용하고 있으며, 회전력은 대부분이 브러쉬와 정류자의 접점을 통하여 정류작용을 거쳐 회전자 코일에 전류를 공급하는 구조로 발생시킨다.

그러나, 이러한 정류자를 사용한 브러쉬타입(brush type)구조는 모터 회전 시 브러쉬가 정류자의 세그먼트(Segment)와 세그먼트 사이의 극간을 지나면서 기계적인 마찰과 전기적인 스파크를 유발하고, 상기 브러쉬와 정류자를 마모시킴으로써 모터의 수명을 단축시키는 문제점이 있다.

또한, 모터에 전압 인가 시에 회전 관성을 이용하므로 목표진동량에 도달하는 시간이 오래 걸리는 단점이 있어서 터치 스크린을 적용한 개인휴대단말기 등에 적합한 진동을 구현하기에 어려움이 있다.

본 발명은 상술된 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 개인휴대단말기의 길이 방향인 수평 방향으로 진동하며, 큰 진동력을 생성할 수 있는 수평 진동자를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명에 따른 수평 진동자의 상기 커버부는 상면이 사각형 형상으로 형성되며, 네 모서리를 따라 수직하게 절곡되어 형성되는 측벽부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수평 진동자의 상기 커버부는 상면이 사각형 형상으로 형성되며, 마주하는 두 모서리를 따라 수직하게 절곡되어 형성되는 측벽부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수평 진동자의 상기 브라켓은 상부를 향하여 돌출 형성된 삽입부를 구비하고, 상기 커버부는 상기 삽입부가 결속되도록 결속 홈을 구비 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수평 진동자의 상기 진동부는 상기 자계부를 내부에 수용하는 요크부 및, 상기 요크부를 내부에 수용하는 질량체를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수평 진동자의 상기 요크부는 상기 질량체의 외측면에 밀착되도록 절곡되어 연장되는 연장부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수평 진동자의 상기 브라켓은 내부 공간에 형성되는 보빈을 포함하고, 상기 자계부는 상기 보빈에 삽입되어 형성되는 코일부 및, 상기 코일부에 인접하게 배치되는 마그네트를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수평 진동자의 상기 코일부에는 중공이 형성되며, 상기 마그네트는 상기 중공에 삽입되도록 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수평 진동자의 상기 코일부는 사각형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수평 진동자의 상기 마그네트는 자성체 코어의 양 측부에 극성이 마주보도록 대향되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수평 진동자의 상기 브라켓의 상부에는 외부입력단자와 연결되는 회로기판이 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 수평 진동자는 개인휴대단말기의 두께 방향이 아닌 길이 방향인 수평 방향으로 진동하므로 개인휴대단말기의 두께를 박형화하면서도 개인휴대 단말기의 길이방향을 따라 진동부의 운동변위를 보다 크게 확보할 수 있으므로 진동 성능이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수평 진동자는 커버부가 상기 스프링 부재와 접촉되는 상기 브라켓의 지지판부에 중첩되도록 형성되는 측벽부를 구비하므로 상기 진동부의 이동 시에 상기 브라켓의 지지판부가 흔들리는 것을 방지하며, 이에 따라 브라켓의 변형을 방지하여 높은 진동력을 실현할 수 있다는 효과가 있다.

본 발명에 따른 수평 진동자에 관하여 도 1 내지 도 7을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 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.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일 또는 유사한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일 또는 유사한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 진동자를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1의 수평 진동자의 분해 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 수평 진동자(100)는 브라켓(110), 진동부(120), 자계부(130) 및 커버부(140)를 포함할 수 있다.

브라켓(110)은 커버부(140)와 대응되도록 상부 및 길이 방향의 측면부가 개방된 구조이며, 즉 브라켓 하판(112) 및 너비방향의 지지판부(114)를 갖도록 형성되어 커버부(140)와 조립되어 내부 공간을 구획하게 된다.

또한, 브라켓(110)은 스프링 부재(180)가 접촉되는 일면에 상부를 향하여 돌출되는 삽입부(116)를 포함할 수 있다. 따라서, 브라켓(110)은 삽입부(116)가 커버부(140)에 형성된 결속 홈(144)에 결속되므로 커버부(140)와 외부의 충격에 의해서도 분리되지 않고 안정적으로 조립될 수 있다.

이때, 브라켓 하판(112)의 상부에는 원통형 코일(134)을 삽입 고정하기 위한 보빈(150)이 형성되고, 보빈(150)의 외측으로 회로기판(170)이 장착될 수 있다.

그리고, 지지판부(114)는 그 내주면에 스프링 부재(180)가 삽입 고정되도록 브라켓 하판(112)에 수직하게 절곡 형성되는 것이다. 따라서, 브라켓(110)의 형상은 양단부가 수직하게 절곡된 형상일 수 있으나, 이러한 형상에 한정되지 않는다.

또한, 지지판부(114)는 진동부(120)의 양측부에 위치하여 진동부(120)가 진동할 수 있도록 지지하는 역할을 하게 된다.

보빈(150)은 브라켓 하판(112)의 상부 중앙에 위치하고, 브라켓 하판(112)에 수직하게 절곡되는 수직판부(152) 및 수직판부(152)로부터 브라켓 하판(112)과 수 평하도록 연장된 원통부(154)를 포함할 수 있다.

이때, 지지판부(152) 및 원통부(154)는 마그네트(132)가 왕복 운동하는 중공부를 구비할 수 있다.

여기서, 보빈(150)은 외주면이 원통형 코일(134)을 삽입 고정하고 그 내부에 마그네트(132)가 왕복 운동할 수 있도록 중공부를 갖는 원통형으로 형성될 수 있다. 그러나, 보빈(150)의 구조는 이에 한정되지 않으며, 그 자체가 생략되는 것도 가능하다.

그리고, 회로기판(170)은 외부입력단자와 연결되어 인가되는 전원을 원통형 코일(134)로 전달하기 위한 것으로서 패턴부를 상면에 구비하고, 그 내부에 보빈이 관통하기 위한 오픈부를 가질 수 있다.

그러나, 회로기판(170)은 브라켓(110)과 별도로 형성되는 것에 한정되지 않으며 설계자의 의도에 따라 회로기판(170)과 브라켓(110)이 서로 일체화되도록 설계되는 것도 가능하다.

여기서, 코일부는 원통형 코일(134)을 포함할 수 있다. 원통형 코일(134)은 외부로부터의 전원 인가 시 일정세기의 전기장을 발생시키기 위한 것으로서, 원통형으로 형성되어 보빈(150)의 원통부(154)의 외주면에 삽입 고정될 수 있다.

또한, 원통형 코일(134)은 그 코일선을 회로기판(170)의 패턴부와 솔더링(soldering)연결함으로써 외부로부터 전원이 인가될 수 있다.

그러나, 코일부는 원통형에 한정되지 않으며 사각형 형상의 코일을 브라켓(110)의 상면에 배치하거나 별도의 플레이트를 형성하여 그 상부에 배치하는 것 도 가능하다.

진동부(120)는 원통형 코일(134)과 마그네트(132)를 내부에 수용하는 요크부(124) 및, 마그네트(132)와 요크부(124)를 내부에 수용하는 질량체(126)를 구비하고, 마그네트(132)와 코일부의 상호 작용에 의해서 수평 진동방향으로 이동되게 된다.

또한, 자계부(130)는 보빈(150)에 삽입되어 형성되는 원통형 코일(134), 및 원통형 코일(134)에 인접하게 배치되는 마그네트(132)를 포함할 수 있다.

이때, 진동부(120)는 원통형 코일(134)에서 발생한 주파수의 전기력과 마그네트(132)에서 요크부(124)를 향하는 방향으로 발생하는 자기장의 방향에 의해서 로렌츠 힘에 따라 이동 방향이 결정된다.

마그네트(132)는 일정 세기의 자기장을 발생시켜 원통형 코일(134)과의 상호 작용에 의해 진동부가 선형 진동할 수 있도록 하기 위한 것으로써, 자성체 코어(133)의 양측에 부착된 구조를 갖는다.

여기서, 자성체 코어(133)의 양측에 부착된 마그네트(132)들은 서로 같은 극성이 마주보도록 배치될 수 있다.

이때, 마그네트(132)의 외주면에는 질량체(126)의 수평 진동 시 보빈(150)의 원통부(154)의 내주면과 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있도록 자성유체가 도포될 수 있다.

여기서, 자성유체란 액체 속에 자성분말을 콜로이드 모양으로 안정하게 분산시킨 다음 중력이나 자기장 등에 의한 자성분말의 침전이나 응집이 생기지 않도록 계면활성제를 첨가한 것으로, 그 예로는 사산화삼철, 철-코발트합금 미분자를 기름 또는 물 속에 분산시킨 것과 최근에는 톨루엔 속에 코발트를 분산시킨 것등이 있다.

이러한 자성 분말은 0.01~0.02㎛의 초미립자 분말이며, 초미립자 특유의 브라운 운동을 하며, 외부자기장, 중력 원심력 등이 가해져도 유체 속의 자성분말 입자의 농도는 일정하게 유지되는 특성을 갖는다.

요크부(124)는 마그네트(132)의 자속을 원활하게 형성하여 자기 폐회로를 구성하기 위한 것으로서, 그 내부에 원통형 코일(134) 및 마그네트(132)가 수용되는 내부 공간을 구비할 수 있다.

그리고, 요크부(124)는 양단부가 브라켓 하판(112)과 수직하게 위치하도록 절곡되어 상기 질량체의 외측면에 밀착되도록 장착되는 연장부(125)를 포함할 수 있다.

질량체(126)는 선형 진동을 위해서 진동부(120)에 일정한 질량을 부가하기 위한 것으로서, 요크부(124)의 중앙부를 내부에 수용하도록 수용 공간이 형성되게 된다. 따라서, 질량체(126)는 마그네트(132)를 수용하는 요크부(124)를 내부에 수용하고, 요크부(124)에서 절곡 형성되는 연장부(125)가 외측면에 접촉되게 된다.

그리고, 질량체(126)는 일정 크기의 질량을 갖는 것이 바람직하며 마그네트(132)와 원통형 코일(134)의 상호 작용에 의해서 진동방향으로 진동하게 된다. 여기서, 진동방향은 원통형 코일(134)과 수평한 방향을 의미하게 된다.

또한, 스프링 부재(180)는 진동부(120)가 수평 선형 운동하도록 탄성지지하 기 위한 것으로서, 일측이 브라켓(110)의 너비방향의 지지판부(114)에 고정된 상태에서 타측이 진동부(120)에 고정됨으로써 진동부(120)를 탄성지지하게 된다.

여기서, 스프링 부재(180)는 진동부(120)의 양측에 쌍으로 대응되는 위치에 구비되며, 브라켓(110) 상부에 배치되게 된다. 스프링 부재(180)로는 예를 들어 코일 스프링 또는 판 스프링등이 이용될 수 있다.

따라서, 이러한 구조에 의해서 본 실시예에 따른 수평 진동자는 개인휴대단말기의 두께 방향이 아닌 길이 방향인 수평 방향으로 진동하므로 개인휴대단말기의 두께를 박형화하면서도 개인휴대단말기의 길이방향을 따라 길게 형성될 수 있으므로 진동부(120)의 운동변위 확보가 가능하게 되어 진동 성능을 보다 향상시킬 수 있다.

커버부(140)는 브라켓(110)의 상부를 덮도록 형성되며, 스프링 부재(180)와 접촉되는 브라켓(110)의 지지판부(114)와 중첩되도록 형성되어 진동부(120)의 이동 시에 브라켓(110)의 지지판부(114)가 흔들리는 것을 방지하는 측벽부(142)를 구비할 수 있다.

그리고, 커버부(140)는 상면이 사각형 형상으로 형성되며, 측벽부(142)는 네 모서리를 따라 수직하게 절곡된 형상일 수 있다. 그러나, 본 실시예의 측벽부는 네 모서리를 따라 수직하게 절곡되는 것에 한정되지 않으며, 마주하는 두 모서리만이 수직하게 절곡된 형상으로 형성될 수도 있다.

그리고, 커버부(140)는 상면에 슬릿 형상으로 형성되는 결속 홈(144)이 형성 되며, 결속 홈(144)에는 앞서 언급된 삽입부(116)가 삽입되므로 커버부(140) 및 브라켓(110)이 서로 안정적으로 결속될 수 있다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 진동자를 조립하는 과정을 설명하기 위한 개략적인 사시도들이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 브라켓(110)의 상부에는 회로기판(170)이 배치되게 된다. 여기서, 회로기판(170)은 외부입력단자와 연결되어 인가되는 전원을 원통형 코일(134)로 전달하게 된다.

그리고, 보빈(150)을 둘러싸도록 원통형 코일(134)이 배치될 수 있으며, 이러한 구조에 의해서 보빈(150)과 원통형 코일(134)의 중앙에는 빈 공간이 제공될 수 있다.

보빈(150)과 원통형 코일(134)의 중공에는 마그네트(132)가 삽입되어 고정될 수 있으며, 마그네트(132)와 원통형 코일(134)의 상호 작용에 의해서 진동부(120)가 진동방향으로 진동하게 된다. 여기서, 진동방향은 원통형 코일(134)과 수평한 방향을 의미하게 된다.

그리고, 원통형 코일(134)의 중공에 마그네트(132)가 삽입된 이후에는 마그네트(132) 및 원통형 코일(134)을 내부에 수용하도록 요크부(124)를 브라켓(110)의 내부에 배치시키게 된다.

또한, 도 5에서 도시된 바와 같이, 요크부(124)를 내부에 수용하도록 질량체(126)를 배치시키고, 질량체(126)의 양측부에 스프링 부재(180)를 삽입하게 된 다.

이때, 마그네트(132)와 원통형 코일(134)의 상호 작용에 의해서 진동부(120)가 진동하게 되면 브라켓(110)의 지지판부(114)에서 흔들림이 자연적으로 발생하게 된다(ⓐ). 그래서, 이러한 브라켓(110)의 흔들림은 진동부(120)의 진동력을 저하시키는 원인이 될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 진동자의 효과를 설명하기 위한 단면도이다.

도 6을 참조하면, 요크부(124)를 내부에 수용하도록 질량체(126)를 배치시키고, 질량체(126)의 양측부에 스프링 부재(180)를 삽입한 이후에는 커버부(140)를 외측에 덮도록 조립하게 된다.

따라서, 커버부(140)의 측벽부(142)는 브라켓(110)의 지지판부(114)의 외측에 접촉되므로 도 5에서 도시된 바와 같이, 질량체(126)의 진동 시에 발생되는 브라켓(110)의 지지판부(114)의 흔들림이 커버부(140)의 측벽부(142)에 의해서 방지될 수 있으며, 진동부(120)의 진동력이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 스프링 부재(180)는 브라켓(110)의 지지판부(114)의 흔들림에 의해서 함께 움직임이므로 그 움직임이 보다 커지며, 이에 따라 그 수명이 단축될 수 있으나, 본 실시예에서는 이러한 브라켓(110)의 외측면의 흔들림을 방지하므로 스프링 부재의 사용 수명을 보다 연장할 수 있다.

또한, 측벽부(142)의 형성에 의해서 커버부(140) 및 브라켓(110)은 그 강성 이 보다 증가하기 때문에 외부의 충격에서 그 내부를 보호할 수 있으므로 낙하 시에도 신뢰성을 확보할 수 있다는 효과가 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수평 진동자의 커버부를 설명하기 위한 단면도이다.

도 7을 참조하면, 수평 진동자(200)는 브라켓, 진동부, 스프링 부재 및 커버부(240)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서 브라켓, 진동부 및 스프링 부재는 실질적으로 앞선 실시예와 동일한 구성이므로 구체적인 설명과 도시는 생략할 수 있다.

커버부(240)는 브라켓(110)의 상부를 덮도록 형성되며, 스프링 부재(180)와 접촉되는 브라켓(110)의 외면에 형성되어 진동부(120)의 이동 시에 브라켓(110)의 외면이 흔들리는 것을 방지하는 측벽부(242)를 구비할 수 있다.

이때, 측벽부(242)는 커버부(240)의 상면의 네 모서리를 따라 수직하게 절곡되어 형성되는 데, 부분적으로 절개된 부분(244)이 제공될 수 있다.

이러한 측벽부(242)에 의해서 커버부(140) 및 브라켓의 외면부는 강성이 보다 증가하기 때문에 외부의 충격에서 그 내부를 보호할 수 있으므로 낙하 시에도 신뢰성을 확보할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 진동자를 설명하기 위한 사시도이다.

도 2는 도 1의 수평 진동자의 분해 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110.... 브라켓 112.... 브라켓 하판

114.... 지지판부 120.... 진동부

124.... 요크부 125.... 연장부

126.... 질량체 130.... 자계부

134.... 원통형 코일 132.... 마그네트

140.... 커버부 142.... 측벽부

144.... 결속 홈 150.... 보빈

170.... 회로기판 180.... 스프링 부재

240.... 커버부 242.... 측벽부

244.... 절개된 부분

Claims

내부 공간을 제공하는 브라켓;

상기 내부 공간에 장착되어 수평 선형 운동하는 진동부;

상기 진동부가 수평 이동하도록 전자기력을 제공하는 자계부; 및

상기 브라켓의 상부를 덮도록 형성되는 커버부;를 포함하고,

상기 브라켓은 상기 진동부가 수평 선형 운동하도록 지지하기 위한 지지판부를 포함하고, 상기 커버부는 상기 지지판부와 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 수평 진동자.
제1항에 있어서,

상기 커버부는 상면이 사각형 형상으로 형성되며, 네 모서리를 따라 수직하게 절곡되어 형성되는 측벽부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 진동자.
제1항에 있어서,

상기 커버부는 상면이 사각형 형상으로 형성되며, 마주하는 두 모서리를 따라 수직하게 절곡되어 형성되는 측벽부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 진동자.
제1항에 있어서,

상기 브라켓은 상부를 향하여 돌출 형성된 삽입부를 구비하고, 상기 커버부는 상기 삽입부가 결속되도록 결속 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 수평 진동자.
제1항에 있어서,

상기 진동부는 상기 자계부를 내부에 수용하는 요크부 및, 상기 요크부를 내부에 수용하는 질량체를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 진동자.
제5항에 있어서,

상기 요크부는,

상기 질량체의 외측면에 밀착되도록 절곡되어 연장되는 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 진동자.
제1항에 있어서,

상기 브라켓은 내부 공간에 형성되는 보빈을 포함하고, 상기 자계부는 상기 보빈에 삽입되어 형성되는 코일부 및, 상기 코일부에 인접하게 배치되는 마그네트를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 진동자.
제7항에 있어서,

상기 코일부에는 중공이 형성되며, 상기 마그네트는 상기 중공에 삽입되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 수평 진동자.
제7항에 있어서,

상기 코일부는 사각형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 수평 진동자.
제7항에 있어서,

상기 마그네트는 자성체 코어의 양 측부에 극성이 마주보도록 대향되는 것을 특징으로 하는 수평 진동자.
제1항에 있어서,

상기 브라켓의 상부에는 외부입력단자와 연결되는 회로기판이 설치되는 것을 특징으로 하는 수평 진동자.