KR20120054685A

KR20120054685A - 선형 진동기

Info

Publication number: KR20120054685A
Application number: KR1020100115914A
Authority: KR
Inventors: 이인호
Original assignee: 이인호
Priority date: 2010-11-20
Filing date: 2010-11-20
Publication date: 2012-05-31

Abstract

본 발명에 따르면, 케이스의 내부에 영구자석, 코일 및 전원연결부를 구비하고, 전원 연결부를 통해 외부로부터 전원이 입력되면 코일과 영구자석 사이에 작용하는 전자기력에 의해 운동부가 수직으로 진동하는 선형 진동기에 있어서, 코일 내측에 자성체의 코일 요크를 사용함으로써 고효율의 전자계 구조를 갖고 소형 경량화 구조가 가능하고, 코깅력을 이용하여 내부의 미세 전자기력이나 외부의 충격에도 진진동이 없도록 고안되었다. 특히 운동부가 충격 전달 부재와 분리되어 구성됨으로써 충격 전달 부재의 탄성력이 운동부와 연결되어 공진을 일으키는 것을 최대한 억제하였다. 또한 축과 베어링을 사용하지 않고 탄성을 갖는 가이드부를 두어 운동부의 운동을 원활하게 함으로써 소음을 줄이고 운동부가 왕복 운동시 발생하는 마찰 손실을 최대로 억제하였다.이로 인해 운동부가 코일에 인가되는 입력 주파수에 의해 왕복 운동을 하되 넓은 주파수 범위에 걸쳐 진동력이 높은 특성을 내도록 하여 넓은 주파수 범위에 걸쳐 다양한 진동 특성을 제어하는 효과가 있다.

Description

선형 진동기{Linear vibrator}

본 발명은 선형 진동기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개인 휴대 단말기나 게임기 또는 리모콘 등에 장착되어 진동하도록 설계되는 선형 진동기에 관한 것이다.

일반적으로 통신기기에서 반드시 필요한 기능 중의 하나가 착신기능이다. 이러한 착신기능으로 많이 사용되는 유형은 멜로디나 벨과 같은 발성 기능과 기기를 떨게 하는 진동기능이 있다. 이 중 특히 진동기능은 스피커를 통해 멜로디나 벨이 외부로 전달되어 타인에게 피해를 주지 않고자 하는 경우 주로 사용되는데, 이러한 진동을 위해서는 소형의 진동기를 구동시켜, 그 구동력이 기기의 케이스로 전달되도록 하여 기기가 진동을 할 수 있도록 하는 것이 일반적이다.

또한, 최근에는 터치스크린 휴대폰의 보급이 늘어나면서 진동기는 단순히 멜로디를 대신한 착신기능을 넘어 가상의 터치감을 사용자에게 제공하는 기능이 요구되고 있다. 즉 휴대폰 또는 게임기에 장착된 진동기는 긴 수명, 작은 사이즈, 우수한 진동성능이 요구되고 있다. 특히 동작 주파수를 가변하여 진동을 발생시켜 체감진동을 다양하게 하고 싶은 필요성이 있다.

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종래에는 휴대폰에 적용되고 있는 진동모터는 회전력을 발생시켜 불평형 질량의 회전부를 이용하여 기계적 진동을 얻는 방식이다. 이때 사용되는 대부분의 진동모터는 브러시와 정류자를 이용하여 전류를 공급한다.

도 1은 종래의 회전형 진동기를 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 FPCB를 나타내는 도면이다.

도면을 참조하면, 종래의 회전형 진동기(10)에서 운동체(20)에 구비된 코일(25)에 외부전원을 공급하는 방법은 다음과 같다.

먼저 케이스(11)에 고정되어 있는 리드선(17)을 통해 회전형 진동기(10)에 전원이 공급된다. 리드선(17)은 FPCB(유연성 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board), 15)에 납땜 등의 방법으로 전기적으로 연결되어 있으며, FPCB(15)에는 전기가 연결될 수 있도록 도 2와 같은 회로패턴이 형성된다.

도 2를 참조하면 FPCB(15)는 일단에 리드선(17)과 전기적으로 연결되는 리드선 연결단자(15a)가 형성되고, 타단에 브러쉬 타입의 전원연결부(19)와 전기적으로 연결되는 전원연결부 연결단자(15b)가 형성된다.

한편 운동체(20)에는 코일(25)이 위치해 있고, 코일(25)은 회로기판(15)과 전기적으로 연결되어 있다. 이와 같이 구성된 종래의 회전형 진동기(10)는 외부전원이 리드선(17)을 통해 공급되면 FPCB(15)와 브러쉬 타입의 전원연결부(19)를 통해 운동체(20)에 배치된 회로기판(15)에 전달된다. 그리고, 운동체(20)의 회로기판(13)에 전달된 전원은 회로기판(15)에 전기적으로 연결된 코일(25)로 전달되게 된다.

외부에서 전원이 인가되면 전자기력에 의해 운동체(20) 및 회로기판(15)이 회전하면서 진동이 발생되며 브러쉬 타입의 전원연결부(19)와 회로기판(15)은 마찰 운동을 하면서 전기적으로 연결된다.

그러나 이런 구조는 샤프트(21)를 중심으로 운동체(20)가 회전함으로써 진동 방향이 2축으로 진동하며 1축으로만 진동을 발생시키기는 어렵다. 그리고 회전력을 이용함으로써 회전자의 관성으로 인해 응답성이 떨어져 빠른 응답성을 요구하는 기능에는 적합하지 않다. 또 브러시와 정류자를 사용함으로써 생기는 기계적인 마찰로 인해 수명을 단축시키는 문제점이 있다.

도 3은 종래의 선형 왕복 진동기의 예이다. 도면을 참조하면, 내부에 소정의 공간을 가지는 케이스(510), 상기 케이스(510)의 내부 공간에 배치된 자석 요크(514)가 있고,상기 자석 요크(514) 내측에 영구자석(513)이 장착되어 일정 세기의 자기장을 만드는 자기회로부(516)를 구성한다.

상기 영구자석(513)과 틈새를 두고 배치되고 전원 인가시 전기장을 발생시키는 진동 발생용 코일(525)이 장착된다. 그리고 상기 코일(525)에 전원을 인가하도록 구성된 전원 연결부(515)를 둔다. 보통은 전원 연결부(515)는 연성 회로기판을 많이 사용한다.

또한 상기 케이스(510) 하단에 고정되고 상기 자기회로부(516)에 고정된 스프링 부재(523) 장착한다. 그리고 상기 자기회로부(516)에 일체로 장착된 질량체(521)를 갖고 상기 자기회로부(516)와 더불어 상기 스프링 부재(523)의 탄성을 이용하여 상하 진동하는 운동부(512)를 구성한다.

따라서 상기 진동기는 공진 특성을 이용하고 있으며 공진 주파수는 다음과 같은 특성을 갖는다.

공진주파수 = C * Root(k/M) : C-상수, M-질량, k-스프링 상수

따라서 상기 수식에서 보면 질량이나 스프링 상수가 변하면 공진 주파수가 변함을 알 수 있다. 즉 운동부(512)와 케이스(510) 사이에 스프링 부재(523)가 서로 연결되어서 상호 공진 특성을 나타내며 왕복 운동을 한다. 즉 공진 주파수 대역에서 입력 대비 높은 효율의 진동 특성을 나타내고 공진 지점 이외에는 효율이 낮고 상대적으로 진동특성도 매우 낮아 실질적으로 공준 주파수 대역에서만 사용하고 있다.

즉 주파수 사용 범위가 공진 주파수 부근에 매우 협소한 대역폭으로 거의 고정되어 있고 보통 공진 주파수 부근의 사용 가능한 주파수 범위가 20Hz를 넘지 않고 있다.

따라서 주파수 제어를 통한 다양한 진동제어가 불가능하다. 따라서 동작 주파수를 가변시켜 진동을 다양하게 함으로써 체감 진동의 느낌을 다양하게 하는데 있어서 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 케이스의 내부에 영구자석, 코일 및 전원연결부를 구비하고, 전원 연결부를 통해 외부로부터 전원이 입력되면 코일과 영구자석 사이에 작용하는 전자기력에 의해 질량체가 수직으로 진동하는 선형 진동기에 있어서, 코일 내측에 자성체의 코일 요크를 사용함으로써 고효율의 전자계 구조를 갖고 소형 경량화 구조가 가능하고, 영구자석과 코일요크 사이에 코깅력이 발생하여 운동부를 지지히는 힘을 발생시키고 이로 인해 내부의 미세 전자기력이나 외부의 충격에도 진진동이 없도록 고안되었다. 특히 운동부가 충격 전달 부재와 분리되어 구성됨으로써 충격 전달 부재의 탄성력이 운동부와 연결되어 공진을 일으키는 것을 최대한 억제하였다. 또한 축과 베어링을 사용하지 않고 탄성을 갖는 가이드부를 두어 운동부의 운동을 원활하게 함으로써 소음을 줄이고 운동부가 왕복 운동시 발생하는 마찰 손실을 최대로 억제하였다. 이로 인해 운동부가 코일에 인가되는 입력 주파수에 의해 왕복 운동을 하되 넓은 주파수 범위에 걸쳐 진동력이 높은 특성을 내도록 하여 넓은 주파수 범위에 걸쳐 진동 특성을 제어하는 선형 진동기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 내부에 소정의 공간을 가지는 케이스, 상기 케이스의 내부 공간에 배치된 자석 요크, 상기 자석 요크에 영구자석이 장착되어 일정 세기의 자기장을 만드는 자기 회로부, 상기 영구자석과 틈새를 갖고 배치되어 전원 인가시 전자기장을 발생시키는 코일, 상기 코일에 전원을 인가하도록 구성된 전원 연결부, 상기 전원 연결부와 일체로 형성된 브라켓, 상기 영구자석과 일체로 장착된 요크를 포함하고 상기 코일에서 발생되는 전자기력에 의해 왕복 운동하는 운동부, 상기 케이스 또는 상기 브라켓에 설치되고 상기 운동부가 왕복 운동시 상기 운동부와 충돌에 의해 발생하는 진동력을 외부로 전달하는 충격 전달 부재를 포함하고, 상기 운동부가 원활한 왕복 운동을 하도록 상기 브라켓 또는 상기 케이스 면과 상기 운동부 사이에 가이드 부재를 설치하는 것을 특징으로 한다.

상기 영구자석과 틈새를 갖고 상기 코일 내측에 강자성체로 된 코일 요크를 사용할 수 있다. 상기 코일 요크는 코일 요크 지지대에 의해 지지될 수도 있다.

상기 영구자석은 상기 운동부의 운동방향과 직각 방향으로 착자된 것을 특징으로 한다. 상기 가이드 부재는 탄성을 갖는 수지, 고무, 실리콘등의 재질을 사용할 수 있다. 상기 가이드 부재는 요철부의 형상을 이용하여 탄성을 발생시키는 것도 사용할 수 있다.

상기 가이드 부재는 탄성 부재와 가이드 돌기로 구성할 수도 있다.

상기 가이드 부재는 상기 운동부에 일체로 형성할 수 있다.

상기 충격 전달 부재는 부재는 상기 브라켓 또는 상기 케이스의 내측면에 고정되고 탄성력을 갖는다. 상기 충격 전달 부재는 금속 재질로 된 코일 스프링이나 판스프링을 사용할 수 있다.

충격 전달 부재는 실리콘이나 수지를 사용할 수 있다.

상기 충격 전달 부재와 상기 운동부 사이에 소음 감쇄 부재를 배치하는 것을 특징으로 한다.

상기 소음 감쇄 부재는 실리콘이나 수지를 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 충격 전달 부재는 케이스나 혹은 브라켓 일측면에 용접이나 코킹 또는 본딩으로 고정된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 운동부는 상기 영구자석과 상기 자석 요크만으로 형성할 수도 있고 무게를 증가시키기 위해 상기 영구자석과 상기 자석 요크에 질량체를 일체로 형성하여 사용할 수도 있다.

도 1은 종래의 회전형 진동기를 나타내는 단면도.
도 2는 도 1의 FPCB를 나타내는 도면.
도 3은 도 종래의 선형 진동기의 예를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 단면도
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 도 4의 분해 사시도
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 운동부와 일체로 된 가이드 부재 실시 예
도 7는 본 발명의 실시 예에 따른 또 다른 실시 예의 가이드 부재를 가진 단면도
도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시 예의 단면도
제 9도 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 도 8의 분해 사시도
도 10은 본 발명에 따른 또 다른 실시 예에 따른 단면도
도 11은 본 발명의 따른 또 다른 실시 예에 따른 평면도 및 단면도
도 12은 본 발명의 실시 예에 따른 도 11의 분해 사시도
도 13는 본 발명에 따른 가이드 부재의 실시 예에 따른 평면도 및 단면도
도 14는 본 발명에 따른 충격 전달 부재의 실시 예
도 15는 본 발명에 따른 진동-주파수 특성 곡선
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이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 단면도이고

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 도 4의 분해 사시도이며

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 운동부와 일체로 된 가이드 부재 실시 예이다

도면에 따르면

내부에 소정의 공간을 가지는 케이스(110), 상기 케이스(110)의 내부 공간에 배치된 자석 요크(114)가 있고,상기 자석 요크(114) 내측에 영구자석(113)이 장착되어 일정 세기의 자기장을 만드는 자기회로부(116)를 구성한다. 상기 자기회로부(116)은 상기 자석 요크(114)에 장착된 영구자석(113)에서 발생된 자속이 코일 요크(127)를 지나면서 상기 코일 요크(127)를 감싸고 감겨진 코일(125)를 쇄교하고 통해 다시 영구자석(113)으로 흐르도록 구성된다.

상기 영구자석(113) 내에 배치되고 상기 요크(114)에 감겨져서 전원 인가시 전기장을 발생시키는 진동 발생용 코일(125)이 장착된다. 그리고 상기 코일(125)에 전원을 인가하도록 구성된 전원 연결부(115)를 둔다. 보통은 전원 연결부(115)는 연성 회로기판을 많이 사용한다.

코일(125)은 코일 지지대(126)을 이용하여 영구자석(113)과 최적의 자기회로부(116)를 구성하도록 높이를 조절하여 부착하도록 하였다. 만일 코일지지대(126)가 없다면 코일(125) 높이에 의해 코일 요크(127) 고정 높이가 정해져 상기 코일(125) 상기 브라켓(111)에 바로 고정된다.

따라서 원하는 최적의 전자기 회로를 구성하기 어려워진다. 따라서 슬림으로 최대한 얇게 제품을 구성하고자 하는 경우에는 코일 지지대(126)를 이용하여 코일(125) 및 코일 요크(127)의 위치를 영구자석(113)의 자극 위치에 맞추어 최적화하고 불필요한 코일(125)의 권선 부분을 삭제함으로써 저항을 줄이고 효율을 극대화 할 수 있다. 그리고 코일 지지대(126)는 전원 연결부(115)와 브라켓(111)에 일체로 형성시킨다.그리고 상기 자기회로부(116)에 일체로 장착된 질량체(121)를 갖고 상기 자기회로부(116)와 더불어 운동부(112) 외측에 형성된 가이드 부재(260)가 상기 케이스(110)의 내측을 따라 미끄럼 운동으로 상하 진동하는 운동부(112)를 구성한다. 이 때 가이드 부재(260)는 상기 운동부(112)가 일정한 범위 내에서 상하 운동을 할 수 있도록 케이스(110)을 통하여 운동부를 지지해준다.

이 때 운동부는 상기 영구자석과 상기 자석 요크만으로 형성할 수도 있고 무게를 증가시키기 위해 상기 영구자석과 상기 자석 요크에 질량체를 일체로 형성하여 사용할 수도 있다.

상기 운동부(112)가 상하 진동시 상기 케이스(110) 또는 상기 브라켓(111) 간의 직접 접촉을 막고 충격에 의한 진동을 케이스(110)나 브라켓(11) 등의 외부로 전달하도록 하도록 상기 케이스(110) 또는 상기 브라켓(111)과 상기 운동부(112) 사이에 충격 전달 부재(300)를 배치한다.

특히 본 고안은 운동부(112)가 충격 전달 부재(300)와 결합되지 않고 분리되어 배치되어 있어서 운동부가(112) 전원 연결부(115)를 통해 입력된 신호에 의해 왕복 운동을 하되 충격 전달 부재(300)와 결합되어 있지 않음으로써 충격 전달 부재(300)의 탄성의 영향을 최소화 하여 입력 주파에 따른 진동 특성을 자유롭게

나타내도록 고안되었다. 즉 운동부(112)와 충격 전달 부재(300)와의 사이에 공진 특성을 최소화 하였다.

그리고 운동부(112)에 배치된 영구자석(113)과 코일 요크(127) 사이에는 자기력에 의해 코깅력이 발생한다. 따라서 이 코깅력에 의해 운동부(112)가 안정된 위치에서 고정되며 외부의 충격이나 미세한 전자기적인 힘에 의한 운동부(112)의 잔진동을 억제하도록 하였으며 응답특성을 높이고 특히 하강시간(Falling Time)을 줄였다.

영구자석(113)은 운동부(112)의 운동방향과 와 직각방향으로 착자하였으며 코일요크(127)를 통해 최적의 전자기 회로 구성을 위하여 복수의 극으로 착자하여 구성하였다. 여기서 사용되는 코일 요크(127)은 강자성체인 철을 사용하였다.

특히 코일 요크(127)를 강자성체를 사용하여 최적의 자기회로를 구성함으로써 입력 신호에 따라서 코일(125)에 의해 발생하는 전자기력에 의해 운동부(112)가 잘 추종하여 동작함으로써 넓은 주파수 대역에 걸쳐 입력 신호에 따라 운동부(112)가 왕복 운동을 하면서 충격 전달 부재(300)에 높은 충격량을 줄 수 있는 구조로 배치하였다.

도 6의 a)는 질량체(121) 외주면에 돌기를 두어 가이드 부재(260)으로 사용 하였으며 접촉 면을 줄임으로써 마찰을 작게 하였고 질량체(121)와 일체로 형성하였다.

도 6의 6)의 경우에는 질량체(121) 외주면을 별도의 돌기가 없이 가이드 부재(260)로 사용하는 경우이다. 마찰을 작게 하기 위해 가이드 부재(260) 표면에 코팅이나 오일, 그리스 등을 발라서 사용할 수 있다. 그리고 수지로 된 얇은 필름을 접착하여 사용하기도 한다.

코도 7는 본 발명의 실시 예에 따른 또 다른 실시 예의 가이드 부재를 가진 단면도이다. 질량체(121) 일부에 홈을 두고 그 홈에 탄성 부재(320)를 넣고 그 위에 가이드 돌기(330)를 배치한 구조이다. 즉 탄성 부재(320)와 가이드 돌기(330)의 상호 작용으로 가이드 부재(260) 역할을 하도록 하였다. 탄성 부재(320)은 보통 스프링을 사용하고 가이드 돌기(330)는 보통 볼 베어링을 사용한다. 볼 베어링을 사용하는 경우 접촉 면적이 작아 마찰력이 감소시키고, 탄성 부재(32)의 탄성력에 의해 케이스(110) 내측 면을 따라 운동부(112)가 안정된 자세로 왕복 운동을 용이하게 하도록 해준다.

도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시 예의 단면도이고

제 9도 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 도 8의 분해 사시도이다.

도면에 따르면 코일 요크(127)는 내부에 구멍이 있고 "T"자 형상을 가진 단면을 보여준다. 그리고 코일 요크(127) 측면에 코일(125)를 권선을 하였다. 따라서 코일 지지대(126) 없이 간단하게 코일(125)을 고정할 수 있고 코일 요크(127) 재질로서 강자성체를 사용함으로써 전자기적인 회로의 효율을 높였다. 질량체(121) 외측에는 역시 가이드 부재(260)를 질량체(121)와 일체로 형성하였다.

도 10은 본 발명에 따른 또 다른 실시 예에 따른 단면도이다.

도면에 따르면 코일 요크(127)는 내부에 구멍이 있고 "T"자 형상을 가진 단면을 보여준다. 그리고 코일 요크(127)를 상하로 2개를 겹처서 배치한 것이다. 측면에는 코일(125)를 권선을 하였다. 이는 전자기적인 효율을 극대화하기 위해서이다.

도 11은 본 발명의 따른 또 다른 실시 예에 따른 평면도 및 단면도이고

도 12은 본 발명의 실시 예에 따른 도 11의 분해 사시도이다.

상기 영구자석(113) 내에 배치되고 상기 요크(114)에 감겨져서 전원 인가시 전기장을 발생시키는 진동 발생용 코일(125)이 장착된다. 그리고 상기 코일(125)에 전원을 인가하도록 구성된 전원 연결부(115)를 둔다. 보통은 전원 연결부(115)는 연성 회로기판을 많이 사용한다. 코일(125)는 전원 연결부(115)와 브라켓(111)에 일체로 형성시킨다.

그리고 상기 자기회로부(116)에 일체로 장착된 질량체(121)를 갖고 상기 자기회로부(116)와 더불어 왕복 운동하는 운동부(112)는 외측에 형성된 가이드 부재(260)를 따라 미끄럼 운동으로 수평 왕복을 한다.. 이 때 가이드 부재(260)는 상기 운동부(112)가 일정한 범위 내에서 수평 왕복 운동을 할 수 있도록 케이스(110)을 통하여 운동부를 지지해준다.

상기 운동부(112)가 진동시 상기 케이스(110) 또는 상기 브라켓(111) 간의 직접 접촉을 막고 충격에 의한 진동을 케이스(110)나 브라켓(11) 등의 외부로 전달하도록 하도록 상기 케이스(110) 또는 상기 브라켓(111)과 상기 운동부(112) 사이에 충격 전달 부재(300)를 배치한다.

특히 본 고안은 운동부(112)가 충격 전달 부재(300)와 결합되지 않고 분리되어 배치되어 있어서 충격 전달 부재(300)의 탄성의 영향을 최소화 하여 입력 주파에 따른 진동 특성을 자유롭게 나타내도록 고안되었다. 그리고 운동부(112)에 배치된 영구자석(113)과 코일 요크(127) 사이에는 자기력에 의해 코깅력이 발생한다. 따라서 이 코깅력에 의해 운동부(112)가 안정된 위치에서 고정되며 외부의 충격이나 미세한 전자기적인 힘에 의한 운동부(112)의 잔진동을 억제하도록 하였으며 응답특성을 높이고 특히 하강시간(Falling Time)을 줄였다.

특히 운동부의 상측면과 하측면 및 양 옆면에 인접하여 배치된 가이드 부재(260)는 운동부(112)가 용이하게 왕복 운동을 하도록 곡면 형상을 하여 접촉 면적을 줄였다. 특히 가이드 부재(260)의 재질로 수지로 된 필름을 사용하여 구성하였으며 상하 좌우로 운동부(112)가 불규칙적으로 움직이더라도 가이드 부재(260)의 탄성력에 의해 운동부(112)의 불규칙적인 운동을 흡수하고 소음을 줄이며 원활한 운동을 하도록 하였다. 즉 가이드 부재(260)는 운동부(112)가 지지축이 없더라도 왕복 운동을 가능하게 하도록 가이드를 해준다.

도 13는 본 발명에 따른 가이드 부재의 또 다른 실시 예에 따른 평면도 및 단면도이다. 질량체(121) 측면 일부에 홈을 두고 그 홈에 탄성 부재(320)를 넣고 그 위에 가이드 돌기(330)를 배치한 구조이다. 즉 탄성 부재(320)와 가이드 돌기(330)의 상호 작용으로 가이드 부재(260) 역할을 하도록 하였다. 이 때 상하 방향으로 가이드 부재(260)를 배치하되 수지로 된 필름을 사용하여 탄성력을 갖도록 하였다.

도 14는 본 발명의 따른 충격 전달 부재(300)의 실시 예이다.

기본적으로 충격 전달 부재(300)는 탄성을 갖고 동작해야 하나 소음이 나지 않도록 하는 것이 중요하다. 제 14도의 (C)는 원자재가 갖고 있는 탄성을 이용하여 만든 것이다. 예를 들면 실리콘 재질이나 고무재질을 이용하여 적당한 탄성을 갖고 운동부(112)가 왕복운동시 운동부(112)와 충격 전달 부재(300) 사이에서 발생하는 충격을 케이스(110)이나 브라켓(111)을 통해 외부로 전달하면서 소음을 줄이도록 하였다. 그리고 제 14도의 (a) 와 (b)는 충격 전달 부재(300)로 스프링을 사용하였다. 여기서 사용되는 스프링은 금속성의 코일 스프링이나 판 스프링이 사용될 수 있다.

그리고 운동부(112)가 왕복운동시 운동부(112)와 충격 전달 부재(300) 사이에서 발생하는 충격에 따른 소음을 줄이기 위해 별도의 소음 감쇄 부재(310)을 사용한 경우이다. 이때 소음 감쇄 부재(310)로 실리콘이나 고무 등이 사용될 수 있다.

도 15는 본 발명에 따른 진동-주파수 특성 곡선이다.

통상의 공진 특성을 이용한 리니어 진동기는 도 15의 특성 2에서 본 바와 같이 제품에서 사용가능한 기준 진동량을 가정할 때 f1 주파수와 f2 주파수 사이에서 사용 가능하다. 종래에는 특성 2와 같이 fc 공진 주파수에서 고정해서 사용하고 있다 것이 보통이다. 이 경우에는 높은 효율을 갖는 진동 특성을 얻을 수 있으나 f1주파수보다 낮은 주파수 대역이나 f2 주파수보다 높은 주파수 대역에서는 진동량이 작아 실질적으로 사용하기 어렵다. 따라서 모바일 폰이나 게임기 등에 사용되는 진동기로서는 진동 패턴이 단조롭고 사용 주파수도 거의 고정된다. 본 고안의 경우에는 도 15의 특성 1과 같이 저주파 대역에서부터 진동량이 가장 높은 공진 주파수 fc까지 진동량의 차이가 크지 않고 기준 진동량 이상의 진동량을 나타낸다. 이는 운동부(112)가 탄성체와 결합되어 동작하지 않고 자유롭게 입력 주파수에 따라 왕복운동을 하도록 고안되었고 특히 운동부(112)가 왕복운동을 하면서 충격시 발생하는 진동량을 충격 전달 부재(300)를 통하여 외부로 전달하기 때문이다.

따라서 기준 진동량보다 진동량이 높은 주파수 영역인 f2 주파수 이하에서는 비교적 자유롭게 사용이 가능하다. 이로 인해 다양한 주파수의 진동기 동작이 가능하여 진동 패턴을 다양하게 할 수 있고 입체감을 갖는 진동을 발생시킬 수 있다.

이상에서, 본 발명의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

100 : 선형 진동기
110 : 케이스 111 : 브라켓
112 : 운동부 113 : 영구자석
114 : 자석 요크 114a : 하부플레이트
115 : 전원 연결부 116 : 자기 회로부
120 : 댐핑 부재 121 : 질량체
123 : 스프링 부재 125 : 코일
126 : 코일 지지대 127 : 코일 요크
200 : 중량 조정 홈 260 : 가이드 부재
300 : 충격 전달 부재 310 : 소음 감쇄 부재
320 : 탄성 부재 330 : 가이드 돌기

Claims

내부에 소정의 공간을 가지는 케이스,
상기 케이스의 내부 공간에 배치된 자석 요크,
상기 자석 요크에 영구자석이 장착되어 일정 세기의 자기장을 만드는 자기 회로부,
상기 영구자석과 틈새를 갖고 배치되어 전원 인가시 전자기장을 발생시키는 코일,
상기 코일에 전원을 인가하도록 구성된 전원 연결부,
상기 전원 연결부와 일체로 형성된 브라켓,
상기 영구자석과 일체로 장착된 요크를 포함하고 상기 코일에서 발생되는 전자기력에 의해 왕복 운동하는 운동부,
상기 케이스 또는 상기 브라켓에 설치되고 상기 운동부가 왕복 운동시 상기 운동부와 충돌에 의해 발생하는 진동력을 외부로 전달하는 충격 전달 부재를 포함하고,
상기 운동부가 원활한 왕복 운동을 하도록 상기 브라켓 또는 상기 케이스 면과 상기 운동부 사이에 가이드 부재를 설치하는 것을 특징으로 하는 선형 진동기
제1 항에 있어서,
상기 영구자석과 틈새를 갖고 상기 코일 내측에 강자성체로 된 코일 요크를 배치한 것을 특징으로 하는 선형 진동기
제2 항에 있어서,
상기 코일 요크는 코일 요크 지지대에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 선형 진동기
제1 항에 있어서,
상기 영구자석은 상기 운동부의 운동방향과 직각 방향으로 착자된 것을 특징으로 하는 선형 진동기
제1 항에 있어서,
상기 가이드 부재는 탄성을 갖는 수지, 고무, 실리콘등의 재질을 사용하는 것을 특징으로 하는 선형 진동기
제1 항에 있어서,
상기 가이드 부재는 요철부의 형상을 이용하여 탄성을 발생시키는 것을 특징으로 하는 선형 진동기
제1 항에 있어서,
상기 가이드 부재는 탄성 부재와 가이드 돌기로 구성된 것을 특징으로 하는 선형 진동기
제1 항에 있어서,
상기 가이드 부재는 상기 운동부에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 선형 진동기
제1 항에 있어서,
상기 충격 전달 부재는 부재는 상기 브라켓 또는 상기 케이스의 내측면에 고정되고 탄성력을 갖는 것을 특징으로 하는 선형 진동기
제1 항에 있어서,
상기 충격 전달 부재는 금속 재질로 된 코일 스프링이나 판스프링을 사용하는 것을 특징으로 하는 선형 진동기
제 1항에 있어서,
상기 충격 전달 부재는 실리콘이나 수지를 사용하는 것을 특징으로 하는 선형 진동기
제1 항에 있어서,
상기 충격 전달 부재와 상기 운동부 사이에 소음 감쇄 부재를 배치하는 것을 특징으로 하는 선형 진동기
제 12항에 있어서,
상기 소음 감쇄 부재는 실리콘이나 수지를 사용하는 것을 특징으로 하는 선형 진동기
제1 항에 있어서,
상기 충격 전달 부재는 케이스나 혹은 브라켓 일측면에 용접이나 코킹 또는 본딩으로 고정된 것을 특징으로 하는 선형 진동기
제1 항에 있어서,
상기 운동부는 상기 영구자석과 상기 자석 요크만으로 형성된 것을 특징으로 하는 선형 진동기
제1 항에 있어서,
상기 운동부는 상기 영구자석과 상기 자석 요크와 질량체를 일체로 형성한 것을 특징으로 하는 선형 진동기
제1 항에 있어서,
상기 운동부가 왕복 운동시 마찰력을 줄이기 위해 상기 가이드 부재 표면에 코팅을 하거나 오일이나 그리스 등을 도포하는 것을 특징으로 하는 선형 진동기