KR100691150B1 - 진동 엑츄에이터 - Google Patents

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KR100691150B1
KR100691150B1 KR1020050010702A KR20050010702A KR100691150B1 KR 100691150 B1 KR100691150 B1 KR 100691150B1 KR 1020050010702 A KR1020050010702 A KR 1020050010702A KR 20050010702 A KR20050010702 A KR 20050010702A KR 100691150 B1 KR100691150 B1 KR 100691150B1
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Abstract

진동 엑츄에이터가 제공된다.
본 발명의 진동 엑츄에이터는 케이스의 내부공간에 구비되는 진동코일의 전기장과 상기 진동코일과 대응배치되는 자계부의 자기장간의 상호작용에 의하여 질량체를 가진시키는 진동 엑츄에이터에 있어서, 상기 질량체의 몸체외부면에 선재몸체가 조립되며 상기 케이스의 내부면에 탄성단이 조립되는 탄성선재를 갖추어 상기 케이스와 질량체사이를 연결하면서 상기 질량체를 탄력지지함을 특징으로 한다.
본 발명의 진동 엑츄에이터에 의하면, 원자재의 제조공차에 의한 고유진동수의 변화를 최소화하여 진동특성을 향상시키고, 제조공정을 단순화하고 단축하여 작업생산성을 향상시키며, 내구성이 높아 사용수명을 연장할 수 있다.
진동 엑츄에이터, 탄성선재, 질량체, 배치홈, 배치공

Description

진동 엑츄에이터{A VIBRATION ACTUATOR}
도 1은 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 제 1실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 제 1실시예를 도시한 분해사시도이다.
도 3(a)(b)(c)(d)(e)은 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 제 1실시예에 구비되는질량체와 탄성선재간의 다양한 조립구조를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 제 2실시예를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 제 2실시예를 도시한 분해사시도이다.
도 6는 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 제 2실시예에 구비되는 질량체와 탄성선재를 도시한 것으로써,
a)는 조립상태도이고,
b)는 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 제 2실시예에 구비되는 다른 형태의 질량체와 탄성선재를 도시한 것으로써,
a)는 조립상태도이고,
b)는 평면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 제 2실시예에 구비되는 또 다른 형태의 질량체와 탄성선재를 도시한 것으로써,
a)는 조립상태도이고,
b)는 평면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 케이스에 구비되는 질량체와 탄성선재를 도시한 것으로써,
a)는 조립도이고,
b)는 분해사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 케이스에 구비되는 다른 형태의 질량체와 탄성선재를 도시한 것으로써,
a)는 조립도이고,
b)는 분해사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 케이스에 구비되는 또 다른 형태의 질량체와 탄성선재를 도시한 것으로써,
a)는 조립도이고,
b)는 분해사시도이다.
도 12는 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 케이스에 구비되는 또 다른 형태의 질량체와 탄성선재를 도시한 것으로써,
a)는 조립도이고,
b)는 분해사시도이다.
도 13은 종래기술에 따른 진동 엑츄에이터를 도시한 단면도이다.
* 도면의 주요 부분의 부호의 설명 *
100,200 : 진동 엑츄에이터 110,210 : 케이스
114,214 : 조립턱 115,215 : 실드플레이트
120,220 : 진동코일 130,230 : 질량체
140,240 : 자계부 150,250 : 탄성선재
160,260 : 보이스코일 170,270 : 다이아프램
본 발명은 진동 엑츄에이터(actuator)에 관한 것으로, 보다 상세히는 원자재의 제조공차에 의한 고유진동수의 변화를 최소화하여 진동특성을 향상시키고, 제조공정을 단순화하고 단축하여 작업생산성을 향상시키며, 내구성이 높아 사용수명을 연장할 수 있는 진동 엑츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로 휴대전화, 호출기 등의 이동통신기기에는 소리 또는 진동 출력이 개별적으로 또는 동시에 가능한 진동 엑츄에이터를 내장하며, 이러한 진동 엑츄에이터는 전기 및 전자적으로 수신되는 음성신호 또는 미리 입력된 벨 또는 멜로디를 사람이 들을 수 있는 소리로서 출력시키거나 특정한 주파수에서 공진을 일으켜 진동을 착신신호로 출력시키는 기능을 하는 것이다.
도 13은 일반적인 진동 엑츄에이터를 도시한 단면도로써, 도시한 바와같이, 종래의 진동 엑츄에이터(1)는 중공원통형으로 이루어진 케이스(1a)의 개방된 하부가 실드플레이트(2)에 의해서 막혀지며, 상기 케이스(1a)의 개방된 상부에는 별도로 조립된는 지지링(13)에 의해서 음향 발생용 떨림판인 다이아프램(3)이 고정배치되고, 그 외주테두리는 상기 케이스(1a)의 내벽에 삽입되어 고정되고, 상기 다이아프램(3)의 하면 중앙부에는 보이스 코일(voice coil)(4)이 고정된다.
상기 실드 플레이트(2)와 상기 다이아프램(3)사이에는 스프링몸체(5a)의 중앙이 개구형성되고, 상기 스프링몸체(5a)로부터 연장되는 복수개의 탄성다리(5b)가 상기 케이스(1a)의 내벽에 고정되는 판스프링(5)을 구비한다.
상기 판스프링(5)의 하면에는 질량체(6)상면이 일체로 접합되며, 상기 질량체(6)는 중앙에 장착공(6a)을 관통형성하여 이에 요크(7)를 삽입배치하고, 외주테두리에는 상기 케이스(1a)의 내부면에 걸리는 걸림돌기(6b)가 돌출되어 있다.
상기 질량체(6)의 장착공(6a)에 삽입배치된 요크(7)에는 상부면에 어퍼플레이트(9)가 장착되고, 수직으로 착자된 자석부재(8)가 일체로 구비됨으로써, 상기 요크(7),자석부재(8) 및 어퍼플레이트(9)에 의해서 자계부(10)를 형성한다.
상기 요크(7)의 직하부와 대응하는 실드 플레이트(2)의 상면에는 진동 코일(11)이 부착되어 있다.
이에 따라, 상기 진동 코일(11)을 통한 전원인가시 상기 코일(11)에서 발생되는 전기장과 상기 자계부(10)에서 발생되는 자기장간의 상호작용에 의하여 상기 자계부(10)를 포함하는 질량체(6)가 상기 판스프링(5)의 탄성력에 의해 가진되면서 기기전체에 진동을 발생시키게 된다.
또한, 상기 보이스 코일(4)을 통한 전원인가시 상기 보이스 코일(4)의 전기장과 상기 자계부(10)의 자기장간의 상호작용에 의해 상기 다이아프램(3)이 떨면서 소리를 발생시키게 되는 것이다.
한편, 이러한 종래 진동 엑츄에이터(1)에 구비되는 판스프링(5)은 얇은 금속박판을 프레스공정 및 와이어 방전공정에 의해서 가공하여 제조되는데, 이러한 가공공정중 절단면의 미소결함및 균열에 의하여 판스프링(5)의 피로수명이 감소되고, 이로 인하여 진동 엑츄에이터(1)의 사용수명이 단축되는 문제점이 있었다.
또한, 상기 판스프링(5)은 두께가 약 1㎛씩 변화할 때마다 판스프링(5)의 강성을 2gf/mm씩 변화시키게 되고, 이러한 강성변화는 판스프링(5)의 고유 진동수에 직접적으로 영향을 주기 때문에, 상기 질량체(6), 자계부(10)를 포함하는 진동자전체를 탄력적으로 지지하는 판스프링(5)의 두께를 엄격히 관리해야만 한다. 그러나, 판스프링(5)의 제조공정상 엄격한 두께관리가 곤란하기 때문에 진동 엑츄에이터(1)의 고유진동수를 일정하게 유지하는 것이 곤란하였다.
상기 판스프링(5)과 질량체(6)는 스프링몸체(5a)의 하면에 상면이 접하는 질량체(6)를 점용접방식으로 접합하고, 상기 판스프링(5)의 탄성다리(5b)의 단부를 케이스의 내부면에 조립하였다.
그러나, 상기 판스프링(5)과 질량체(6)간의 점용접시 용접위치에 따라 고유진동수가 크게 변화하기 때문에, 진동 엑츄에이터(1)의 진동특성을 악화시키고, 진 동 엑츄에이터(1)를 제조하는 공정이 복잡하여 조립작업성을 저하시키는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 그 목적은 자계부, 질량체를 포함하는 진동자를 탄력지지하는 탄성체의 내구성을 향상시켜 사용수명을 연장할 수 있는 진동 엑츄에이터를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 자계부, 질량체를 포함하는 진동자를 탄력지지하는 탄성체의 고유 진동수를 일정하게 유지하여 균일한 성능을 보장하며, 진동특성을 향상시킬 수 있는 진동 엑츄에이터를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 질량체와 탄성체간의 배치공정을 단순화하여 조립작업성을 향상시킬 수 있는 진동 엑츄에이터를 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서, 본 발명은
케이스의 내부공간에 구비되는 진동코일의 전기장과 상기 진동코일과 대응배치되는 자계부의 자기장간의 상호작용에 의하여 질량체를 가진시키는 진동 엑츄에이터에 있어서,
상기 질량체의 몸체외부면에 선재몸체가 조립되며 상기 케이스의 내부면에 탄성단이 조립되는 탄성선재를 갖추어 상기 케이스와 질량체사이를 연결하면서 상 기 질량체를 탄력지지함을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터를 제공한다.
바람직하게, 상기 질량체의 외부면에는 적어도 1회이상의 나선형 배치홈이 구비될 수 있다.
바람직하게, 상기 탄성선재는 상기 배치홈에 코일몸체가 조립되고, 상기 케이스의 내부면에 탄성단이 고정되는 코일스프링으로 구비될 수 있다.
바람직하게, 상기 탄성선재의 선재몸체는 상기 질량체의 배치홈에 감기어 조립되거나, 상기 탄성선재의 선재몸체는 상기 질량체의 배치홈에 억지끼움되어 조립될 수 있다.
바람직하게, 상기 질량체는 서로 다른 직경을 갖는 적어도 2개이상의 원반질량체를 갖추고, 상하적층되는 원반질량체들사이에 상기 탄성선재의 길이중간이 배치되는 배치홈을 구비할 수 있다.
바람직하게, 상기 질량체는 외부면에 적어도 1회이상의 나선형으로 형성된 배치홈을 구비하고, 몸체중앙에 일정크기의 중앙공을 관통형성한 중공형 외부질량체와, 상기 중앙공에 삽입배치되는 내부질량체로 구성될 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 질량체는 상기 배치홈을 형성하도록 수지물로 성형된다.
바람직하게, 상기 자계부는 상기 질량체에 조립되는 요크와, 상기 요크에 탑재되는 마그네트로 구비될 수 있으며, 상기 마그네트의 상부면에는 상부플레이트를 추가 구비하는 것이 보다 바람직하다.
바람직하게, 상기 진동코일은 상기 케이스의 개방된 하부를 밀폐하는 실드플 레이트의 상부면에 구비될 수 있다.
바람직하게, 상기 케이스의 개방된 상부에는 전원인가시 전기장을 발생시키는 보이스 코일과, 상기 보이스코일이 하부면에 장착되는 다이아프램을 추가 포함한다.
또한, 본 발명은,
케이스의 내부공간에 구비되는 진동코일의 전기장과 상기 진동코일에 대응배치되는 자계부의 자기장간의 상호작용에 의하여 질량체를 가진시키는 진동 엑츄에이터에 있어서,
상기 질량체의 외부면에 단부가 외부노출되도록 몸체내부에 배치공을 구비하고, 상기 배치공에 선재몸체가 조립되며 상기 케이스의 내부면에 탄성단이 고정되는 적어도 하나의 탄성선재를 갖추어 상기 케이스와 질량체사이를 연결하면서 상기 질량체를 탄력지지함을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터를 제공한다.
바람직하게, 상기 질량체는 하부면에 상부홈이 형성된 상부질량체와, 상기 상부홈과의 합형시 상기 배치공을 형성하도록 상부면에 하부홈이 형성된 하부질량체로 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 질량체는 합형시 상기 배치공을 형성하도록 서로 마주하는 면중 어느 일측에 홈이 되는 상,하부 질량체로 구성될 수 있으며, 상기 상,하부질량체중 어느 하나는 상기 배치공을 형성하도록 상기 홈의 상부를 덮는 판재로 구성되는 것이 보다 바람직하다.
보다 바람직하게, 상기 배치공은 직선형 또는 곡선형으로 구비될 수 있다.
바람직하게, 상기 상,하부질량체는 서로 동일한 크기로 구비되어 서로 동일한 중량을 가지거나, 상기 상,하부질량체는 서로 다른 크기로 구비되어 서로 다른 중량을 가질 수 있다.
바람직하게, 상기 상,하부질량체는 복수개의 체결부재에 의하여 일체로 상하합형되거나, 상기 상,하부질량체는 용접에 의해 일체로 상하합형되거나, 상기 상,하부질량체는 접착제에 의하여 일체로 상하합형될 수 있다.
바람직하게, 상기 질량체의 배치공에 선재몸체가 배치되는 탄성선재는 상기 질량체의 외부면을 따라 연장되는 좌우양측단인 탄성단이 상기 케이스의 내부면에 각각 조립되는 하나의 선재로 구비되거나, 상기 질량체의 배치공에 일측단이 삽입되는 탄성선재는 상기 질량체의 외부면을 따라 연장되는 탄성단이 상기 케이스의 내부면에 각각 조립되는 적어도 2개이상의 선재로 구비될 수 있다.
바람직하게 상기 질량체는 외부면에 원주방향으로 등간격을 두고 적어도 2개이상의 고정공이 형성되는 중량물이며, 상기 탄성선재는 상기 고정공에 일측단이 조립되고 상기 질량체의 외부면을 따라 연장되는 탄성단이 상기 케이스의 내부면에 각각 조립되는 적어도 2개이상의 선재로 구비될 수 있다.
바람직하게, 상기 질량체는 장착공을 관통형성하고, 상부홈을 하부면에 형성한 상부질량체와, 상기 상부홈과의 상하합형시 상기 탄성선재가 배치되는 배치공간을 형성하도록 하부홈을 상부면에 형성한 하부플레이트로 이루어진 중량물이며, 상기 탄성선재는 상기 상부질량체와 하부플레이트사이에 배치되어 상기 질량체의 외 부면을 따라 연장되어 상기 케이스의 내부면에 탄성단이 조립되는 적어도 2개이상의 선재로 구비될 수 있다.
바람직하게, 상기 질량체는 상부장착공을 관통형성하고, 상부홈을 하부면에 형성한 상부질량체와, 상기 상부장착공과 일치하는 하부장착공을 관통형성하고, 상기 상부홈과 대응하는 상부면에 제1중간홈을 형성하여 상기 상부질량체와 상하합형되는 하부질량체및 상기 하부질량체의 하부면에 형성된 제2중간홈과 대응하는 상부면에 하부홈을 형성하여 상기 하부질량체와 상하합형되는 하부플레이트로 이루어진 중량물이며, 상기 탄성선재는 상기 상부질량체와 하부질량체사이 그리고 하부질량체와 하부플레이트사이에 각각 배치되고, 상기 질량체의 외부면을 따라 연장되는 탄성단이 상기 케이스의 내부면에 고정되는 상하한쌍의 선재로 구비될 수 있다.
바람직하게, 상기 질량체는 장착공을 몸체중앙에 형성한 몸체와, 상기 몸체상부면에 상기 탄성선재의 일단이 수직하게 삽입되어 고정되는 고정홈을 형성한 중량물이며, 상기 탄성선재는 상기 질량체의 외부면을 따라 연장되어 상기 케이스의 내부면에 탄성단이 삽입되어 조립되는 적어도 2개이상의 선재로 구비될 수 있다.
바람직하게, 상기 자계부는 상기 질량체에 조립되는 요크와, 상기 요크에 탑재되는 마그네트로 구비될 수 있으며, 상기 마그네트의 상부면에는 상부플레이트를 추가 구비하는 것이 바람직하다.
바람직하게, 상기 진동코일은 상기 케이스의 개방된 하부를 밀폐하는 실드플레이트의 상부면에 구비될 수 있다.
바람직하게, 상기 케이스의 개방된 상부에는 전원인가시 전기장을 발생시키 는 보이스 코일과, 상기 보이스코일이 하부면에 장착되는 다이아프램을 추가 포함한다.
이하, 본 발명에 대해서 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 제 1실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 제 1실시예를 도시한 분해사시도이다.
본 발명의 진동 엑츄에이터(100)는 도 1과 2에 도시한 바와같이, 전기장과 자기장간의 상호작용에 의하여 진동자를 상하방향으로 가진시켜 사람이 느낄수 있는 착신신호인 진동을 발생시키는 기능과 더불어 음성신호 또는 미리 입력된 벨 또는 멜로디를 사람이 들을 수 있는 소리로서 발생시키는 기능을 수행할 수 있도록 무선통신기기에 구비되는 것으로써, 이러한 엑츄에이터(100)는 케이스(110), 진동코일(120), 질량체(130), 자계부(140)및 탄성선재(150)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기 케이스(110)는 다수의 구성부품을 내부수용할 수 있도록 일정크기의 내부공간을 구비하는 수용부재이다.
상기 케이스(110)의 개방된 하부에는 무선통신단말기의 형태에 따라 원형 또는 타원형으로 구비되는 내부공간을 외부환경으로부터 보호할 수 있도록 실드플레이트(115)가 조립된다.
그리고, 상기 실드플레이트(115)는 상기 자계부(140)와 대응하는 상부면에 전원인가시 상기 자계부(140)에서 발생되는 자기장과의 상호작용에 의하여 진동을 출력시킬 수 있도록 일정크기의 전기장을 발생시키는 진동코일(120)을 구비한다.
또한, 상기 질량체(130)는 상기 탄성선재(150)를 매개로 하여 케이스(110)의 내부공간에 상하이동이 가능하도록 배치되는 중량물이며, 이러한 질량체(130)의 외부면에는 상기 탄성선재(150)의 선재몸체(151)가 조립되는 배치홈(132)을 외부로 노출시키도록 함몰형성되어 있다.
상기 탄성선재(150)는 상기 케이스(110)와 질량체(130)사이에 구비되어 상기 케이스(110)의 내부공간에서 질량체(130)를 탄력지지하도록 상기 질량체(130)의 몸체(131)외부면에 형성된 배치홈(132)에 선재몸체(151)가 조립되고, 상기 케이스(110)의 내부면에 탄성단(152)이 조립되는 탄성체이다.
이러한 탄성선재(150)는 도 3(a)(b)(c)에 도시한 바와같이, 상기 질량체(130)의 몸체(131)(131a)(131b)외부면에 적어도 1회이상의 나선형으로 함몰형성된 배치홈(132)(132a)(132b)에 선재몸체(151)(151a)(151b)가 조립되고, 상기 케이스(110)의 내부면에 탄성단(152)(152a)(152b)이 각각 고정되는 코일스프링으로 구비된다.
여기서, 상기 질량체(130)와 탄성선재(150)간의 결합은 상기 탄성선재의 선재몸체(151)(151a)(151b)가 상기 질량체의 배치홈(132)(132a)(132b)에 감기는 방식으로 조립될 수도 있지만, 상기 탄성선재의 선재몸체(151)(151a)(151b)가 상기 질량체의 배치홈(132)(132a)(132b)에 억지끼움되는 방식으로 조립될 수도 있다.
그리고, 상기 질량체(130)는 도 3(d)에 도시한 바와같이, 서로 다른 직경을 갖는 적어도 2개이상의 원반질량체(131c)(133c)를 갖추고, 상하적층되는 원반질량체(131c)(133c)들사이에 상기 탄성선재(150)의 선재몸체(151)가 배치되는 배치홈 (132c)을 구비하여도 좋다.
또한, 상기 질량체(130)는 도 3(e)에 도시한 바와같이, 상기 탄성선재(150)의 선재몸체(151)가 배치되는 배치홈(132d)을 외부면에 적어도 1회이상의 나선형으로 형성하고 중앙에 일정크기의 중앙공(134d)이 관통형성되는 중공형 외부질량체(131d)와, 상기 중앙공(134d)에 삽입배치되는 내부질량체(133d)로 구성되어도 좋다.
여기서, 상기 외부질량체(131d)는 상기 배치홈(132d)과 중앙공(134d)이 성형되는 수지물로 구비될수 있으며, 수지물로 이루어지는 외부질량체(131d)에는 비중이 높은 소재로 이루어진 내부질량체(133d)와 더불어 상하가진력을 증폭시킬 수 있도록 텅스텐과 같이 비중이 높은 분말을 포함하여 구성하여도 좋다.
또한, 상기 케이스(110)의 내부공간에 구비되는 자계부(140)는 상기 탄성체(150)에 의해서 탄력지지되는 질량체(130)에 일체로 조립되는 요크(141)와, 상기 요크(141)에 탑재되는 수직하게 착자된 마그네트(142)로 구비되며, 일정세기의 자력을 발생시키는 마그네트(142)의 상부면에는 자속을 집중시킬 수 있도록 상부플레이트(143)를 추가하여 구비하여도 좋다.
한편, 상기 케이스(110)의 개방된 상부에는 진동과 더불어 소리를 발생시킬 수 있도록 전원인가시 일정세기의 전기장을 발생시키는 보이스 코일(160)과, 상기 보이스코일(160)이 하부면에 장착되는 다이아프램(170)을 추가로 포함하여 구비하여도 좋다.
여기서, 상기 다이아프램(170)은 PEI(Polyetherimide), PET(Polyethylene Terephthalate), PC(Polycarbonate)등의 필름재질을 200℃ 내외의 고온및 고압으로 압착성형하여 19㎛ ~ 50 ㎛의 두께로 구비되는 떨림판이며, 상기 케이스(110)의 상단내측단(117a)에 안착되는 상기 다이아프램(170)의 외측테두리는 고리형 지지링(117)에 의해서 고정된다.
그리고, 상기 케이스(110)의 외부면에는 상기 진동코일(120)과 보이스코일(160)로 각각 서로 다른 주파수대역의 전원을 공급할 수 있도록 단자부(112)를 구비하며, 내부면에는 상기 탄성선재(150)의 각 탄성단(152)을 간편하고 신속하게 조립할 수 있도록 상기 탄성단(152)과 대응하는 외부면에 홈 또는 구멍형태의 조립부를 형성한 조립턱(114)을 복수개 구비한다.
도 4는 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 제 2실시예를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 제 2실시예를 도시한 분해사시도이며, 도 6(a)(b)는 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 제 2실시예에 구비되는 질량체와 탄성선재의 조립상태도와 평면도이다.
본 발명의 진동엑츄에이터(200)는 도 4 내지 6에 도시한 바와같이, 제 1실시예와 마찬가지로 케이스(210), 진동코일(220), 질량체(230),자계부(240)및 탄성선재(250)를 포함하여 구성되며, 이들은 상기와 동일한 구성을 가지는바 동일부재에 대하여 200번대의 도면부호로 나타내며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 탄성선재(250)에 의해서 탄력지지되는 질량체(230)는 상기 케이스(210) 의 내부공간에 상하유동가능하게 배치되고, 몸체(231)외부면에 입구단이 외부노출되도록 상기 몸체(231)내부에 형성되는 배치공(232)을 구비하는 중량물이다.
이러한 질량체(230)의 배치공(232)은 상기 질량체(230)를 구성하는 상부질량체(233)의 하부면에 형성되는 상부홈(233a)과, 하부질량체(234)의 상부면에 형성되는 하부홈(234a)간의 상하합형에 의해서 형성된다.
이때, 상기 질량체(230)는 합형시 상기 배치공(232)을 형성하도록 서로 마주하는 면중 어느 일측에 상부홈(233a) 또는 하부홈(234a)이 형성되는 상,하부 질량체(233)(234)로 구성되거나, 상기 상,하부질량체(233)(234)중 어느 하나는 상기 배치공(232)을 형성하도록 상기 상부홈(233a) 또는 하부홈(234a)의 상부를 덮는 판재로 구성될 수 있다.
이러한 배치공(232)은 직선형 또는 곡선형으로 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 질량체(230)를 구성하도록 상하합형되는 상,하부질량체(233)(234)는 서로 동일한 크기로 구비되어 서로 동일한 중량을 갖거나 서로 다른 크기로 구비되어 서로 다른 중량을 가질 수 있다.
이러한 상,하부질량체(233)(234)는 복수개의 체결부재에 의하여 일체로 상하합형될수도 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상,하부질량체(233)(234)가 서로 접하는 접촉부위를 용접에 의해 접합하여 일체로 상하합형될 수 있으며, 상기 접촉부위를 접착제에 의해 접합하여 일체로 상하합형될 수 있다.
또한, 상기 케이스(210)와 상기 질량체(230)사이에 구비되어 상기 질량체(230)를 탄력지지하는 탄성선재(250)는 상기 질량체(230)의 몸체내부에 형성된 배 치공(232)에 조립되는 선재몸체(251)와, 상기 선재몸체(251)로부터 연장되어 상기 케이스(210)의 내부면에 형성되는 조립턱(214)과 조립되는 탄성단(252)을 구비한다.
여기서, 상기 탄성선재(250)는 도 6(a)(b)에 도시한 바와같이, 상기 질량체(230)의 배치공(232)에 선재몸체(251)가 조립되고, 상기 질량체(230)의 외부면을 따라 연장되어 상기 케이스(210)의 내부면에 고정되는 좌우한쌍의 탄성단(252)을 갖는 하나의 선재로 구비될수 있다.
이러한 탄성선재(250)의 좌우양측단인 탄성단(252)은 상기 질량체(230)를 탄력지지하는 탄성효율을 극대화시킬 수 있도록 180도의 간격을 두고 상기 케이스(210)의 내부면에 각각 조립되어 고정되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 탄성선재(250)는 도 7(a)(b)에 도시한 바와같이, 상기 상,하부질량체(233)(234)로 이루어진 몸체(231a)외부면에 외부노출되도록 적어도 2개이상 형성되는 배치공(232a)에 선재몸체(251a)의 일측단이 각각 고정되고, 상기 질량체(230)의 몸체외부면을 따라 연장되어 상기 케이스(210)의 내부면에 각각 고정되는 탄성단(252a)을 갖는 적어도 2개이상의 선재로 구비된다.
여기서, 상기 상,하부질량체(233)(234)에 형성된 상,하부홈(233a)(234a)의 상하합형에 의해서 구비되는 배치공(232a)은 관통형으로 형성될 수도 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 길이중간이 차단되어 막혀져 있을 수 있다.
이러한 상기 탄성선재(250)의 각 탄성단(252a)은 상기 질량체(230)를 탄력지지하는 탄성효율을 극대화시킬 수 있도록 상기 케이스(210)의 내부면에 등간격을 두고 고정되는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 케이스(210)내에 상기 탄성선재(250)에 의해 탄력지지되는 질량체(230)는 도 8(a)(b)에 도시한 바와같이, 몸체(231b)외부면에 원주방향으로 등간격을 두고 적어도 2개이상의 고정공(232b)이 형성되는 중량물이며, 상기 탄성선재(250)는 상기 고정공(232b)에 일측단(251b)이 삽입되어 고정되고, 상기 질량체(230)의 외부면을 따라 연장되는 타측인 탄성단(252b)이 상기 케이스(210)의 내부면에 각각 조립되는 적어도 2개이상의 선재로 구비된다.
이러한 상기 탄성선재(250)의 각 탄성단(252b)도 상기 질량체(230)를 탄력지지하는 탄성효율을 극대화시킬수 있도록 상기 케이스(210)의 내부면에 등간격을 두고 고정되는 것이 바람직하다.
상기 케이스(210)의 내부면에도 상기 탄성선재(250)의 탄성단(252)(252a)(252b)을 간편하고 신속하게 조립할 수 있도록 상기 탄성단(252)(252a)(252b)과 대응하는 외부면에 홈 또는 구멍형태의 조립부를 형성한 조립턱(214)을 일체로 구비하여야 한다.
도 9(a)(b)는 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 케이스에 구비되는 질량체와 탄성선재의 조립도와 분해사시도로써, 도시한 바와같이, 상기 케이스(310)의 내부면에는 상기 탄성선재(350)의 탄성단이 조립되는 다수개의 조립턱(314)을 일체로 구비한다.
여기서, 상기 케이스(310)의 내부공간은 타원형으로 구비되지만 이에 한정되 는 것은 무선통신기기의 형태에 따라 원형으로 구비될 수도 있다.
상기 질량체(330)는 자계부(340)가 배치되는 장착공(339)을 몸체중앙에 관통형성하고, 상부홈(333a)을 하부면에 형성한 상부질량체(333)와, 상기 상부홈(333a)과의 상하합형시 상기 탄성선재(350)가 배치되는 배치공간을 형성하도록 하부홈(334a)을 상부면에 형성하고, 상기 장착공(339)을 부분적으로 차단하는 하부플레이트(334)를 갖추어 구성한다.
그리고, 상기 탄성선재(350)는 상기 상부질량체(333)와 하부플레이트(334)사이에 형성되는 배치부에 선재몸체(351)가 배치되고, 상기 상부질량체(333)와 하부플레이트(334)의 외부면을 따라 연장되어 상기 케이스(310)의 내부면에 형성된 다수개의 조립턱(314)에 각각 조립되는 탄성단(352)을 갖는 적어도 2개이상의 선재로 구비된다.
이에 따라, 상기 상부질량체(333)와 하부플레이트(334)로 이루어진 질량체(330)는 상기 케이스(310)와 질량체(330)사이에 구비되는 다수의 탄성선재(350)의 탄성력에 의해서 상하유동이 가능하도록 탄력지지되는 것이다.
도 10(a)(b)는 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 케이스에 구비되는 다른 형태의 질량체와 탄성선재의 조립도와 분해사시도로써, 도시한 바와같이, 상기 케이스(310)의 내부면에는 상기 탄성선재(350)의 탄성단이 조립되는 다수개의 삽입공(314a)을 관통형성한다.
상기 질량체(330)는 자계부(340)가 배치되는 상부장착공(335a)을 몸체중앙에 관통형성하고, 상부홈(335b)을 하부면에 형성한 상부질량체(335)와, 상기 상부장착공(335a)과 일치하는 하부장착공(336a)을 관통형성하고, 상기 탄성선재(350)의 선재몸체(353)가 배치되도록 상부홈(335b)과 대응하는 상부면에 제1중간홈(336b)을 형성하여 상기 상부질량체(335)와 상하합형되는 하부질량체(336)및 상기 하부질량체(336)의 하부면에 형성된 제2중간홈(미도시)과 대응하는 상부면에 또 다른 탄성선재의 선재몸체(353)가 배치되도록 하부홈(337a)을 형성하여 상기 하부질량체(336)와 상하합형되어 상,하부장착공(335a,336a)을 부분적으로 차단하는 하부플레이트(337)를 갖추어 구성한다.
그리고, 상기 상부질량체(335)와 하부질량체(336)사이 그리고 하부질량체(336)와 하부플레이트(337)사이에 각각 구비되는 탄성선재(350)는 이들사이에 선재몸체(353)가 배치되어 고정되고, 상기 상,하부질량체(335)(336)의 외부면을 따라 연장되는 각 탄성단(354)은 상기 케이스(310)의 내부면에 형성된 삽입공(314a)에 삽입되어 고정되는 상하한쌍의 선재로 구비된다.
이에 따라, 상기 상,하부질량체(335)(336)및 하부플레이트(337)로 이루어진 질량체(330)는 상기 케이스(310)와 질량체(330)사이에 상하한쌍으로 구비되는 탄성선재(350)의 탄성력에 의해서 상하유동이 가능하도록 탄력지지되는 것이다.
도 11(a)(b)는 본 발명에 따른 진동 엑츄에이터의 케이스에 구비되는 또 다른 형태의 질량체와 탄성선재의 조립도와 분해사시도로써, 도시한 바와같이, 상기 케이스(310)의 내부면에는 상기 탄성선재(350)의 탄성단이 조립되는 다수개의 조립 턱(314c)을 구비한다.
상기 질량체(330)는 자계부(340)가 배치되는 장착공(339c)을 몸체중앙에 형성한 몸체(331)와, 상기 몸체상부면에 상기 탄성선재(350)의 일단(355)이 수직하게 삽입되어 고정되는 고정홈(332)을 형성한 중량물이다.
그리고, 상기 질량체(330)를 상기 케이스(310)내에서 탄력지지하는 탄성선재(350)는 상기 질량체(330)의 고정홈(332)에 일단(351)이 삽입되어 고정되고, 상기 질량체(330)의 외부면을 따라 연장되어 상기 케이스(310)의 조립턱(314c)에 탄성단(352)이 삽입되어 조립되는 적어도 2개이상의 선재로 구비된다.
여기서, 상기 탄성선재(350)의 탄성단(352)은 도 11(a)(b)에 도시한 바와같이 상기 케이스(310)의 조립턱(314c)의 측면에 형성된 고정공(315)에 원주방향으로 조립되어 고정될 수도 있지만, 도 12(a)(b)에 도시한 바와 같이 상기 케이스(310)의 조립턱(314c)의 상부면에 형성된 끼움홈(315a)에 수직방향으로 조립되어 고정될 수도 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 진동 엑츄에이터(100)(200)의 진동 코일(120)(220)에 120 내지 300Hz 의 저주파수를 포함하는 전원이 입력되어 상기 진동코일(120)(220)에 일정세기의 전기장이 발생되면, 상기 질량체(130)(230)에 선재몸체가 조립되고, 탄성단이 케이스(110)(210)에 조립된 탄성선재(150)(250)에 의해서 탄력지지되기 때문에, 상기 자계부(140)에서 발생되는 자기장간의 상호작용에 의하여 상기 자계부(140)(240)를 포함하는 질량체(130)(230)는 케이스(110)(210)의 내부공 간에서 상하진동하게 되고, 이러한 진동이 상기 탄성선재(150)(250)을 통하여 상기 케이스(110)(210)로 전달되면서 상기 엑츄에이터(100)(200)전체를 진동시키는 것이다.
또한, 상기 엑츄에이터(100)(200)의 보이스코일(160)(260)에 200Hz이상의 고주파수를 포함하는 전원이 입력되어 상기 보이스코일(160)(260)에 일정세기의 전기장이 발생되면, 상기 보이스코일(160)(260)은 상기 케이스(110)(210)의 개방된 상부에 구비되는 다이아프램(170)(270)에 장착되어 있기 때문에, 상기 자계부(140)(240)에서 발생되는 자기장간의 상호작용에 의하여 상기 다이아프램(170)(270)이 미세하게 떨리면서 음향이나 소리를 발생시키는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 자계부를 포함하는 질량체의 몸체외부면에 배치홈을 구비하거나 몸체내부에 배치공을 형성하고, 상기 배치홈, 배치공에 배치되는 탄성선재의 탄성단을 케이스의 내부면에 고정함으로써, 케이스내에 배치된 질량체를 탄력지지할 수 있기 때문에, 스프링제조에 사용되는 금속와이어의 높은 피로강도에 의해서 내구성을 향상시켜 엑츄에이터의 사용수명을 종래에 비하여 연장할 수 있다.
또한, 자계부, 질량체를 포함하는 진동자를 탄력지지하는 탄성선재의 고유 진동수를 일정하게 유지하면서 제조공차에 의한 고유진동수의 변화를 최소화할 수 있기 때문에, 대량생산되는 엑츄에이터의 품질을 균일화하면서 안정된 품질을 보장 하고, 진동특성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 질량체를 탄력지지하는 탄성선재의 조립공정을 보다 간편하고, 단순할 수 있기 때문에 엑츄에이터를 제조하는 공정을 단축하고, 단순화하여 조립작업성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (32)

  1. 케이스의 내부공간에 구비되는 진동코일의 전기장과 상기 진동코일과 대응배치되는 자계부의 자기장간의 상호작용에 의하여 질량체를 가진시키는 진동 엑츄에이터에 있어서,
    상기 질량체의 몸체외부면에는 적어도 1회이상의 나선형 배치홈을 구비하고 상기 배치홈에 선재몸체가 조립되며 상기 케이스의 내부면에 탄성단이 조립되는 탄성선재를 갖추어 상기 케이스와 질량체사이를 연결하면서 상기 질량체를 탄력지지함을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 탄성선재는 상기 배치홈에 코일몸체가 조립되고, 상기 케이스의 내부면에 탄성단이 고정되는 코일스프링으로 구비됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 탄성선재의 선재몸체는 상기 질량체의 배치홈에 감기어 조립됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  5. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 탄성선재의 선재몸체는 상기 질량체의 배치홈에 억지끼움되어 조립됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 질량체는 서로 다른 직경을 갖는 적어도 2개이상의 원반질량체를 갖추고, 상하적층되는 원반질량체들사이에 상기 탄성선재의 길이중간이 배치되는 배치홈을 구비함을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 질량체는 외부면에 적어도 1회이상의 나선형으로 형성된 배치홈을 구비하고, 몸체중앙에 일정크기의 중앙공을 관통형성한 중공형 외부질량체와, 상기 중앙공에 삽입배치되는 내부질량체로 구성됨을 특징으로 하는 진동엑츄에이터.
  8. 제 1항, 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 질량체는 상기 배치홈을 형성하도록 수지물로 성형됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 자계부는 상기 질량체에 조립되는 요크와, 상기 요크에 탑재되는 마그네트로 구비됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 마그네트의 상부면에는 상부플레이트를 추가 구비함을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 진동코일은 상기 케이스의 개방된 하부를 밀폐하는 실드플레이트의 상부면에 구비됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 케이스의 개방된 상부에는 전원인가시 전기장을 발생시키는 보이스 코일과, 상기 보이스코일이 하부면에 장착되는 다이아프램을 추가 포함함을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  13. 케이스의 내부공간에 구비되는 진동코일의 전기장과 상기 진동코일에 대응배치되는 자계부의 자기장간의 상호작용에 의하여 질량체를 가진시키는 진동 엑츄에이터에 있어서,
    상기 질량체의 외부면에 단부가 외부노출되도록 몸체내부에 배치공을 구비하고, 상기 배치공에 선재몸체가 조립되며 상기 케이스의 내부면에 탄성단이 고정되는 적어도 하나의 탄성선재를 갖추어 상기 케이스와 질량체사이를 연결하면서 상기 질량체를 탄력지지함을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 질량체는 하부면에 상부홈이 형성된 상부질량체와, 상기 상부홈과의 합형시 상기 배치공을 형성하도록 상부면에 하부홈이 형성된 하부질량체로 구성됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 질량체는 합형시 상기 배치공을 형성하도록 서로 마주하는 면중 어느 일측에 홈이 되는 상,하부 질량체로 구성됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 상,하부질량체중 어느 하나는 상기 배치공을 형성하도록 상기 홈의 상부를 덮는 판재로 구성됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  17. 제 13항 내지 제 15항중 어느 한항에 있어서,
    상기 배치공은 직선형 또는 곡선형으로 구비됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  18. 제 14항 또는 제 15항에 있어서,
    상기 상,하부질량체는 서로 동일한 크기로 구비되어 서로 동일한 중량을 가짐을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  19. 제 14항 또는 제 15항에 있어서,
    상기 상,하부질량체는 서로 다른 크기로 구비되어 서로 다른 중량을 가짐을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  20. 제 14항 내지 16항중 어느 한항에 있어서,
    상기 상,하부질량체는 복수개의 체결부재에 의하여 일체로 상하합형됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  21. 제 14항 내지 16항중 어느 한항에 있어서,
    상기 상,하부질량체는 용접에 의해 일체로 상하합형됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  22. 제 14항 내지 16항중 어느 한항에 있어서,
    상기 상,하부질량체는 접착제에 의하여 일체로 상하합형됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  23. 제 14항에 있어서,
    상기 질량체의 배치공에 선재몸체가 배치되는 탄성선재는 상기 질량체의 외부면을 따라 연장되는 좌우양측단인 탄성단이 상기 케이스의 내부면에 각각 조립되는 하나의 선재로 구비됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  24. 제 14항에 있어서,
    상기 질량체의 배치공에 일측단이 삽입되는 탄성선재는 상기 질량체의 외부면을 따라 연장되는 탄성단이 상기 케이스의 내부면에 각각 조립되는 적어도 2개이상의 선재로 구비됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  25. 제 13항에 있어서,
    상기 질량체는 외부면에 원주방향으로 등간격을 두고 적어도 2개이상의 고정공이 형성되는 중량물이며, 상기 탄성선재는 상기 고정공에 일측단이 조립되고 상기 질량체의 외부면을 따라 연장되는 탄성단이 상기 케이스의 내부면에 각각 조립되는 적어도 2개이상의 선재로 구비됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  26. 제 13항에 있어서,
    상기 질량체는 장착공을 관통형성하고, 상부홈을 하부면에 형성한 상부질량체와, 상기 상부홈과의 상하합형시 상기 탄성선재가 배치되는 배치공간을 형성하도록 하부홈을 상부면에 형성한 하부플레이트로 이루어진 중량물이며, 상기 탄성선재는 상기 상부질량체와 하부플레이트사이에 배치되어 상기 질량체의 외부면을 따라 연장되어 상기 케이스의 내부면에 탄성단이 조립되는 적어도 2개이상의 선재로 구비됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  27. 제 13항에 있어서,
    상기 질량체는 상부장착공을 관통형성하고, 상부홈을 하부면에 형성한 상부질량체와, 상기 상부장착공과 일치하는 하부장착공을 관통형성하고, 상기 상부홈과 대응하는 상부면에 제1중간홈을 형성하여 상기 상부질량체와 상하합형되는 하부질량체및 상기 하부질량체의 하부면에 형성된 제2중간홈과 대응하는 상부면에 하부홈을 형성하여 상기 하부질량체와 상하합형되는 하부플레이트로 이루어진 중량물이며, 상기 탄성선재는 상기 상부질량체와 하부질량체사이 그리고 하부질량체와 하부플레이트사이에 각각 배치되고, 상기 질량체의 외부면을 따라 연장되는 탄성단이 상기 케이스의 내부면에 고정되는 상하한쌍의 선재로 구비됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  28. 제 13항에 있어서,
    상기 질량체는 장착공을 몸체중앙에 형성한 몸체와, 상기 몸체상부면에 상기 탄성선재의 일단이 수직하게 삽입되어 고정되는 고정홈을 형성한 중량물이며, 상기 탄성선재는 상기 질량체의 외부면을 따라 연장되어 상기 케이스의 내부면에 탄성단이 삽입되어 조립되는 적어도 2개이상의 선재로 구비됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  29. 제 13항에 있어서,
    상기 자계부는 상기 질량체에 조립되는 요크와, 상기 요크에 탑재되는 마그네트로 구비됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  30. 제 29항에 있어서,
    상기 마그네트의 상부면에는 상부플레이트를 추가 구비함을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  31. 제 13항에 있어서,
    상기 진동코일은 상기 케이스의 개방된 하부를 밀폐하는 실드플레이트의 상부면에 구비됨을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
  32. 제 13항에 있어서,
    상기 케이스의 개방된 상부에는 전원인가시 전기장을 발생시키는 보이스 코일과, 상기 보이스코일이 하부면에 장착되는 다이아프램을 추가 포함함을 특징으로 하는 진동 엑츄에이터.
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