KR100443239B1 - 스피커와 일체형으로 된 진동 모터 - Google Patents

스피커와 일체형으로 된 진동 모터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스피커와 진동 모터를 하나의 부품으로 일체화시켜 스피커와 진동 모터의 크기를 소형화하고, 최소한의 소비전력으로도 진동모터의 진동을 극대화할 수 있도록 하는 스피커와 일체형으로 된 진동 모터에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 스피커와 진동 모터가 일체형으로 구성되되, 스피커는, 하우징과 일체형으로 몰딩된 요크의 중앙에는 마그네트와 플레이트가 순차적으로 적층되고, 하우징 외곽의 수직판 윗면에는 2중 돔 형상의 진동판이 접착되고, 진동판의 저면에는 마그네트와 요크의 내벽 사이까지 내려가도록 코일이 거꾸로 부착되어 이루어지고, 진동 모터는, 하우징의 공간에는 AC 전원의 입력으로 마그네트의 극성과 대향되는 극성의 자력을 교차로 형성토록 서로 반대방향으로 감겨진 1쌍 이상의 코일이 서로 마주보고 평면으로 배치되고, 코일과의 흡인력 및 반발력으로 인해 회전축을 중심으로 회전하는 마그네트가 코일과 상하로 소정거리 이격되고 하우징의 고정홈과 그릴의 고정공 사이에 결합된 회전축에 편심지게 결합되고, 하우징의 단부에는 마그네트의 회전을 위한 내부공간을 제공하고 회전축을 고정하기 위한 그릴이 결합되어 이루어진 것이다.

Description

스피커와 일체형으로 된 진동 모터{Vibration motor}
본 발명은 휴대전화나 무선 호출기 등에 장착되는 스피커와 일체형으로 된 진동 모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스피커와 진동 모터를 하나의 부품으로 일체화시켜 스피커와 진동 모터의 크기를 소형화하고, 최소한의 소비전력으로도 진동모터의 진동을 극대화할 수 있도록 하는 스피커와 일체형으로 된 진동 모터에 관한 것이다.
각종 통신설비의 발달로 말미암아 최근에는 사용자의 정보화 욕구를 충족시키기 위하여 항시 휴대할 수 있는 휴대전화나 무선호출기(페이저:pager)가 많이 사용되고 있으며, 더욱이 전자산업의 발달로 인한 전자부품의 소형화 추세에 따라 휴대전화등의 부피가 소형화됨과 동시에 기능 역시 다양화되고 있다.
회의를 하는 중이나 각종 공공장소에서 무선호출기나 휴대전화 등의 착신상태를 사용자에게 알려주는 방법으로서, 무선호출기나 휴대전화는 음성 혹은 진동 모터(vibrator)를 사용한다.
메시지 및 착신신호가 검출되었을 때 진동 모터가 구동되어 무선호출기나 휴대전화를 진동시킴으로써 사용자는 촉감으로 상대방으로부터 전화가 착신되었음을 알 수 있다.
이러한 진동 모터의 일 예로서는 모터(motor)와, 모터축에 편심축이 연장된 것을 들 수 있다. 그러나, 종래의 진동 모터는 모터와 편심축이 분리되어 있어 많은 공간을 차지할 뿐만 아니라 많은 소비전력을 필요로 하는 결점이 있다.
뿐만 아니라, 무선 호출기나 휴대전화 등에는 진동 모터와 함께 상대방의 음성이나 착신신호를 듣기 위한 스피커가 장착되는데, 스피커와 진동 모터가 유사한 기능을 수행하고 있으면서도 서로 다른 부품으로 생산되어 조립되기 때문에 조립과정이 길어지고, 스피커와 진동 모터가 차지하는 공간이 커지는 결점이 있다.
상기한 바와 같은 결점을 해결하기 위한 본 발명은 스피커와 진동 모터를 하나의 부품으로 일체화시켜 진동 모터와 스피커의 부피 및 이들이 차지하는 공간을 최소화하고 생산 및 조립과정을 단순화하고, 진동 모터에서 코일과 마그네트 사이의 반발력과 흡인력을 극대화시켜 더 큰 진동을 얻을 수 있도록 하는 스피커와 일체형으로 된 진동 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 일체형으로 된 진동 모터에서 마그네트와 코일 사이에 형성되는 힘의 방향에 변화를 주기 위한 코일을 추가로 설치하여 마그네트의 회전력을 증대할 수 있는 스피커와 일체형으로 된 진동 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1은 본 발명에 의한 스피커와 일체형으로 된 진동 모터의 실시예를 나타낸 분해 사시도이다.
도2는 도1의 스피커와 일체형으로 된 진동 모터를 나타낸 단면도이다.
도3은 도1에서의 진동 모터의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스피커와 일체형으로 된 진동 모터의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스피커와 일체형으로 된 진동 모터의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도6은 도5에서의 진동 모터의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도7은 도5에서의 진동 모터의 동작을 설명하기 위한 AC 전원 파형이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
11 : 하우징 12 : 그릴
13 : 공간 14 : 고정홈
15a,15b : 와셔 16a,16b,16c,27 : 코일
17 : 오일레스 베어링 18,29 : 마그네트
19 : 관통공 20 : 회전축
21 : 내부공간 22 : 고정공
23,32 : 결합턱 24 : 단부
25 : 이격턱 26 : 진동판
28 : 플레이트 30 : 요크
31 : 안착홈 33 : 에어홀
34 : 몰딩홈 35 : 몰딩물
36 : 내벽 37 : 수직판
38 : 접착면 39 : 수평판
D : 다이오드
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스피커와 일체형으로 된 진동 모터는, 스피커와 진동 모터가 일체형으로 구성되되, 상기 스피커는, 하우징과 일체형으로 몰딩된 요크의 중앙에는 마그네트와 플레이트가 순차적으로 적층되고, 상기 하우징 외곽의 수직판 윗면에는 2중 돔 형상의 진동판이 접착되고, 상기 진동판의 저면에는 상기 마그네트와 요크의 내벽 사이까지 내려가도록 코일이 거꾸로 부착되어 이루어지고, 상기 진동 모터는, 상기 하우징의 공간에는 AC 전원의 입력으로 마그네트의 극성과 대향되는 극성의 자력을 교차로 형성토록 서로 반대방향으로 감겨진 1쌍 이상의 코일이 서로 마주보고 평면으로 배치되고, 상기 코일과의 흡인력 및 반발력으로 인해 회전축을 중심으로 회전하는 마그네트가 상기 코일과 상하로 소정거리 이격되고 상기 하우징의 고정홈과 그릴의 고정공 사이에 결합된 회전축에 편심지게 결합되고, 상기 하우징의 단부에는 마그네트의 회전을 위한 내부공간을 제공하고 상기 회전축을 고정하기 위한 그릴이 결합되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 스피커와 일체형으로 된 진동 모터에 있어서, 상기 하우징의 수평판에는 공기 흐름을 위한 다수개의 에어 홀(air hole)이 상하로 관통지게 천공되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 스피커와 일체형으로 된 진동 모터에 있어서, 상기 진동 모터의 마그네트는 상기 마그네트의 자력이 상측 및/또는 하측으로부터 착자되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 스피커와 일체형으로 된 진동 모터에 있어서, 상기 회전축과 마그네트 사이에는 오일레스 베어링(oilless bearing)이 내재되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 스피커와 일체형으로 된 진동 모터에 있어서, 상기 서로 다른 방향으로 감겨진 2개의 코일 사이에 1개의 코일이 더 구비되고, 상기 코일에는 AC 전원을 반파 정류하는 다이오드가 접속되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 스피커와 일체형으로 된 진동 모터에 있어서, 상기 더 구비된 코일은 같은 방향으로 감겨진 코일에 가깝도록 배치되는 것이 바람직하다.
이하에서 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도1 내지 도3을 참조하면, 하우징(11)을 중심으로 상부에는 스피커가 구성되어 있고, 하부에는 진동 모터가 구성되어 있다. 특히, 진동 모터의 마그네트(18)가 회전할 때 스피커의 마그네트(29)의 영향을 받지 않도록 하기 위하여 진동 모터의 코일(16a)(16b)을 하우징(11) 쪽에 두어 스피커의 마그네트(29)와 진동 모터의 마그네트(18)의 이격거리를 최대로 하고 있다.
보다 상세하게는 요크(30)가 일체형으로 몰딩(molding)된 하우징(11)의 중앙, 즉 몰딩홈(34)에는 수평판(39)과 같은 높이로 요크(30)가 일체형으로 몰딩되어 있는데, 이때 요크(30)의 외주면에는 몰딩된 요크(30)가 하우징(11)으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 결합턱(32)이 환형으로 형성되어 있고, 요크(30)의 주변에는수평판(39) 보다 높게 몰딩물(35)이 몰딩되어 있다.
또한, 수평판(39) 최외곽에 형성된 수직판(37) 내측에는 공기 흐름을 원활하게 유도하기 위한 다수개의 에어 홀(33)이 형성되어 있고, 수직판(37)의 상단 내측에는 진동판(26)을 접착하기 위한 접착면(38)을 갖는다.
그리고, 하우징(11)과 일체형으로 몰딩된 요크(30)의 중앙, 즉 안착홈(31)에는 마그네트(29)와 플레이트(28)가 순차적으로 적층되어 있고, 하우징(11) 외곽의 수직판(37) 윗면의 접착면(38)에는 2중 돔 형상의 진동판(26)이 접착되어 있으며, 진동판(26)의 저면에는 마그네트(29)와 요크(30)의 내벽(37) 사이까지 내려가도록 환형으로 감겨진 코일(27)이 거꾸로 부착되어 있다.
하우징(11)의 저면(도면에서)에는 판형으로 감겨진 2개의 코일(16a)(16b)을 고정하기 위한 공간(13)이 형성되어 있고, 하우징(11)의 저면 중앙에는 회전축(20)을 고정하기 위한 고정홈(14)이 형성되어 있으며, 고정홈(14)의 주변에는 마그네트(18)를 하우징(11), 즉 공간(13)에 고정된 코일(16a)(16b)과 최소한의 거리를 이격시키기 위한 이격턱(25)이 형성되어 있다. 또한, 하우징(11)의 저면 외곽에는 그릴(12)과 결합되는 소정높이의 단부(24)가 연장되어 있다.
하우징(11)의 공간(13)에는 서로 다른 방향으로 감겨진 2개의 코일(16)(16b)이 서로 마주보게 평면으로 고정되어 있다. 이때 2개의 코일(16a)(16b)은 AC 전원에 의해 하우징(11)과 맞닿는 부분과 마그네트(18)와 맞닿는 부분이 서로 다른 극성을 갖는다. 물론, 2개의 코일(16a)(16b)은 서로 다른 방향으로 감겨 있어 마그네트(18)와 맞닿는 부분의 극성이 서로 다름은 당연하다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예는 도4에서와 같이 서로 다른 방향으로 감겨진 2쌍의 코일(16a)(16b)을 공간(13)에 평면으로 고정할 수도 있다. 그 외에도 본 발명은 공간(13)에 3쌍 이상의 코일을 서로 마주보게 평면으로 배치하여 마그네트와 대향되는 극성의 자력을 형성할 수도 있다.
특히, 도5에서와 같이 서로 다른 방향으로 감겨진 2개의 코일(16a)(16b) 사이에는 1개의 코일(16b)이 더 고정되어 있고, 이 코일(16c)에는 2개의 코일(16a)(16b)에 공급되는 AC 전원을 반파 정류하는 다이오드(D)가 접속되어 있다.
여기서, 2개의 코일(16a)(16b) 사이에 고정되는 코일(16c)은 서로 다른 방향으로 감겨진 2개의 코일(16a)(16b) 사이의 중심선에서 코일(16c)과 같은 방향으로 감겨진 코일에 가깝도록 배치되어, 마그네트와 코일 사이에 형성되는 힘의 방향에 변화를 주도록 되어 있다.
하우징(11)의 고정홈(14)과 그릴(12)의 고정공(22)에 고정된 회전축(20)에는 편심된 마그네트(18)가 회전축(20)을 중심으로 회전 가능토록 코일(16a)(16b)과 상하로 배치되게 결합되어 있다.
이때 마그네트(18)의 관통공(19)과 회전축(20) 사이에는 오일레스 베어링(17)이 내재되어 있고, 오일레스 베어링(17)과 하우징(11)의 이격턱(25) 그리고 오일레스 베어링(17)과 그릴(12)의 고정공(22) 사이에는 마그네트(18)의 원활한 회전을 유도하고, 하우징(11)과 마그네트(18) 그리고 그릴(12)과 마그네트(18) 사이에 최소한의 이격거리를 두기 위한 와셔(15a)(15b)가 각각 내재되어 있다.
특히, 측면으로부터 착자하던 종래 방식과는 달리 마그네트(18)의 자력을마그네트(18)의 상측 및/또는 하측으로부터 착자함으로써 마그네트(18)와 코일(16a)(16b) 사이의 반발력과 흡인력을 극대화할 수 있다.
마지막으로, 하우징(11)에 분리 결합되는 그릴(12)의 상면 중앙에는 회전축(20)을 고정하기 위한 고정공(22)이 형성되어 있고, 외곽에는 하우징(11)의 단부(24)와 결합되는 결합턱(23)이 형성되어 있다. 이때 그릴(12)의 결합턱(23)을 하우징(11)의 단부(24)가 감싸는 구조를 가지므로 코일의 고정 및 마그네트의 회전을 위한 공간이 충분히 확보될 수 있다.
이러한 구성에서 외부로부터 음원, 즉 소리를 발생하기 위한 신호가 코일(27)에 입력되면, 코일(27)에는 이에 대응하는 자장이 형성되게 된다. 이에 따라 코일(27)에 형성된 자장과 마그네트(29)와 요크(30)에 의해 형성된 자장 사이에 밀고 당기는 힘이 형성되어 진동판(26)이 상하로 진동한다. 이러한 진동판(26)의 진동으로 음압이 형성, 즉 소리가 발생되어 스피커 기능을 수행한다.
다음으로, 진동 모터의 기능은 도3 내지 도5에서 같이 코일(16a)(16b)에 도7의 (A)와 같은 AC 전원의 (+) 전원이 입력되면, 코일(16a)에는 N극이 형성되고 코일(16b)에는 S극이 형성된다. 물론, 코일(16a)(16b)의 감겨진 방향에 따라 반대로도 가능하나, 본 발명에서는 위와 같이 극성이 형성되는 것을 예로 설명한다.
이에 따라, 마그네트(18)의 N극과 코일(16a)의 N극 그리고 마그네트(18)의 S극과 코일(16b)의 S극이 서로 밀고, 마그네트(18)의 S극과 코일(16a)의 N극 그리고 마그네트(18)의 N극과 코일(16b)의 S극이 서로 당기므로 마그네트(18)가 시계방향(도면에서) 혹은 반시계방향으로 회전하여 도면과는 반대방향에 위치하게 된다.
이어서, 도7의 (A)와 같이 AC 전원의 (-) 전원이 코일(16a)(16b)에 입력되면, 코일(16a)에는 S극이 형성되고 코일(16b)에는 N극이 형성된다.
따라서, 마그네트(18)의 N극과 코일(16a)의 S극 그리고 마그네트(18)의 S극과 코일(16b)의 N극이 서로 당기고, 마그네트(18)의 S극과 코일(16a)의 S극 그리고 마그네트(18)의 N극과 코일(16b)의 N극이 서로 밀어 마그네트(18)가 시계방향(도면에서) 혹은 반시계방향으로 회전하게 된다.
이러한 동작이 AC 전원의 (+)(-)가 변환될 때마다 반복적으로 이루어지기 때문에 편심되게 결합된 마그네트(18)의 회전으로 진동이 발생하게 된다.
특히, 도5 및 도6에서와 같이 코일(16a)에 근접되게 별도의 코일(16c)이 설치된 상태에서 코일(16a)(16b)에 도7의 (A)와 같은 AC 전원의 (+) 전원이 입력되고 코일(16c)에 도7의 (B)와 같이 다이오드(D)에 의해 반파 정류된 (+) 전원이 입력되면, 코일(16a)(16c)에는 N극이 형성되고 코일(16b)에는 S극이 형성된다.
이 경우에도 코일(16a)(16b)(16c)의 감겨진 방향에 따라 반대로도 가능하나, 본 발명에서는 위와 같이 극성이 형성되는 것을 예로 설명한다.
따라서, 마그네트(18)의 N극과 코일(16a)의 N극 그리고 마그네트(18)의 S극과 코일(16b)의 S극이 서로 밀고, 마그네트(18)의 S극과 코일(16a)의 N극 그리고 마그네트(18)의 N극과 코일(16b)의 S극이 서로 당기는 중에 코일(16c)의 N극이 마그네트(18)의 N극을 미는 힘이 가해지면서 마그네트(18)와 코일(16a)(16b) 사이에 형성된 힘의 방향으로 화살표 방향으로 변환되므로 마그네트(18)가 순식간에 시계방향(도면에서)으로 빠르게 회전하여 도면과는 반대방향에 위치하게 된다.
반대로 코일(16a)(16b)(16c)에 도7의 (A)와 같은 AC 전원의 (-)이 입력되면, 코일(16a)에는 S극이 형성되고 코일(16b)에는 N극이 형성되지만, 코일(16c)에 공급되는 AC 전원이 다이오드(D)에 의해 차단되어 코일(16c)에는 극성이 형성되지 않는다.
따라서, 코일(16c)의 극성에 관계없이 위의 실시예와 마찬가지로 마그네트(18)의 N극과 코일(16a)의 S극 그리고 마그네트(18)의 S극과 코일(16b)의 N극이 서로 당기고, 마그네트(18)의 S극과 코일(16a)의 S극 그리고 마그네트(18)의 N극과 코일(16b)의 N극이 서로 밀어 마그네트(18)가 시계방향(도면에서)으로 회전하게 된다.
이러한 동작이 AC 전원의 (+)(-)가 변환될 때마다 반복적으로 이루어지기 때문에 편심되게 결합된 마그네트(18)의 회전으로 진동이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명에 의하면 스피커와 진동 모터를 하나의 부품으로 일체화시켜 진동 모터와 스피커의 부피 및 이들이 차지하는 공간을 최소화하고 생산 및 조립과정을 단순화하고, 진동 모터에서 코일과 마그네트 사이의 반발력과 흡인력을 극대화시켜 최소한의 전력으로 더 큰 진동을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 일체형으로 된 진동 모터에서 마그네트와 코일 사이에 형성되는 힘의 방향에 변화를 주기 위한 코일을 추가로 설치함으로써 마그네트의 회전력을 증대할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (6)

  1. 스피커와 진동 모터가 일체형으로 구성되되,
    상기 스피커는,수평판에 공기 흐름을 위한 다수개의 에어홀이 상하로 관통지게 천공된하우징과 일체형으로 몰딩된 요크의 중앙에는 마그네트와 플레이트가 순차적으로 적층되고, 상기 하우징 외곽의 수직판 윗면에는 2중 돔 형상의 진동판이 접착되고, 상기 진동판의 저면에는 상기 마그네트와 요크의 내벽 사이까지 내려가도록 코일이 거꾸로 부착되어 이루어지고,
    상기 진동 모터는, 상기 하우징의 공간에는 AC 전원의 입력으로 마그네트의 극성과 대향되는 극성의 자력을 교차로 형성토록 서로 반대방향으로 감겨진 1쌍 이상의 코일이 서로 마주보고 평면으로 배치되고, 상기 코일과의 흡인력 및 반발력으로 인해 회전축을 중심으로 회전하는 마그네트가 상기 코일과 상하로 소정거리 이격되고 상기 하우징의 고정홈과 그릴의 고정공 사이에 결합된 회전축에 편심지게 결합되고, 상기 하우징의 단부에는 마그네트의 회전을 위한 내부공간을 제공하고 상기 회전축을 고정하기 위한 그릴이 결합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 스피커와 일체형으로 된 진동 모터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 회전축과 마그네트 사이에는 마찰력을 최소화하기 위한 오일레스 베어링(oilless bearing)이 내재되는 것을 특징으로 하는 상기 스피커와 일체형으로 된 진동 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 서로 다른 방향으로 감겨진 2개의 코일 사이에 1개의 코일이 더 구비되고, 상기 코일에는 AC 전원을 반파 정류하는 다이오드가 접속되는 것을 특징으로 하는 스피커와 일체형으로 된 진동 모터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 더 구비된 코일은, 같은 방향으로 감겨진 코일에 가깝도록 배치되는 것을 특징으로 하는 스피커와 일체형으로 된 진동 모터.
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