KR100786928B1

KR100786928B1 - 다기능형 진동 액추에이터 및 휴대 단말기기

Info

Publication number: KR100786928B1
Application number: KR1020067018671A
Authority: KR
Inventors: 미노루 우에다; 쇼이치 가네다
Original assignee: 나미키 세이미츠 호오세키 가부시키가이샤
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2007-12-17
Also published as: TW200536421A; US20070274543A1; US7529380B2; JP4355242B2; KR20060127186A; EP1755358B1; JP2005269495A; EP1755358A1; EP1755358A4; TWI348874B; WO2005091673A1; CN1934900A

Abstract

음향의 최저 공진 주파수의 저하와 코일 리드의 단선 방지를 동시에 도모하면서 음향 특성의 개선과 소리 누설 방지 등의 대책이 용이한 다기능형 진동 액추에이터 및 휴대단말 기기를 제공한다. 다이어프램(3)의 외주 근처를 구부려, 하우징(1)의 내주면(1a)을 따라 그 개방단을 향해 연장하는 라이징부(3b)를 형성함으로써, 그 라이징부(3b)가 콜게이션이 되어 최저 공진 주파수를 저하시킴과 동시에, 라이징부(3b)를 지점으로 한 진폭은 콜게이션과 달리 크지 않기 때문에, 보이스 코일(4)의 코일 리드가 단선되기 어려워진다. 또, 라이징부(3b)로부터 하우징(1)의 개구단에 형성된 평탄면(1b)을 따라 바깥으로 연장하는 연장부(3c)를 형성함으로써, 진동판 전체의 반경이 확대되어 음향 특성이 개선된다. 또한, 하우징(1)의 평탄면(1b)과 다이어프램(3)의 연장부(3c)를 평행하게 대향시킴으로써 개스킷 등의 부착이 용이해진다.

Description

다기능형 진동 액추에이터 및 휴대 단말기기{MULTI-FUNCTION TYPE OSCILLATION ACTUATOR AND MOBILE TERMINAL DEVICE}

본 발명은, 휴대전화나 소형 정보통신 단말 등의 휴대 단말기기에 탑재되고, 하나의 디바이스에서, 착신을 음향 혹은 진동에 의해 사용자에게 알리는 다기능형 진동 액추에이터, 및 그를 탑재한 휴대 단말기기에 관한 것이다. 상세하게는, 하우징 내에 자기 회로부와, 이 자기 회로부에 대향 배치되는 다이어프램과, 이 다이어프램에 고착되어 자기 회로부의 자기 공극부에 삽입되는 보이스 코일과, 그 자기 회로부를 지지하는 서스펜션을 구비하고, 상기 다이어프램의 외주 가장자리를 하우징의 개구단에 고착하여 덮은 다기능형 진동 액추에이터에 관한 것이다.

종래, 이런 종류의 다기능형 진동 액추에이터로서, 다이어프램의 외주단을 하우징의 개구단에 형성된 단차부에 맞댄 상태에서 양자를 서로 고착함과 동시에, 이 다이어프램에 중심측에 형성된 원환상 장치부의 이면에, 보이스 코일을 편면(片面)에서 접합 지지하여 자기 회로부의 자기 공극부에 삽입시키고, 이 보이스 코일의 리드선을 다이어프램의 이면에 부착하여, 그 선단을 하우징의 외측에 설치된 단자 금구(급전 단자)와 전기적으로 접합시킨 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

그리고, 다이어프램에 접합된 보이스 코일에 음성신호를 흘리면, 다이어프램이 진동하여 착신음, 멜로디음, 음성, 음악 등의 소리를 발하고, 진동 주파수의 신호를 흘리면, 자기회로와 서스펜션을 포함하는 기계 진동계가 진동하고, 이 진동이 하우징을 거쳐 이 다기능형 진동 액추에이터를 탑재한 휴대 단말기기 전체에 전해지도록 되어 있다.

특허문헌 1: 일본국 특허 공개공보 2002-191092호(제2-4페이지, 도 2-3, 도 6)

이런 종류의 다기능형 진동 액추에이터에서는 최근, 소형화가 진행되고 있는 반면, 소경이라도 대구경과 같은 사양이 요구되고 있어, 종래 기술을 이용하여 고정하면, 필요한 음향 특성을 내는 것이 매우 곤란하기 때문에, 다이어프램의 고정에도 연구가 필요해지고 있다. 그 구체예를 들면, 종래의 다이어프램의 고정에는 이하와 같은 문제점이 있었다. 1. 다이어프램에 코류게이션(corrugation)을 붙여 최저 공진 주파수(f0: 에프제로)를 저하시키는 것을 생각할 수 있는데, 이 경우에는, 다이어프램의 진동에 수반하여 진폭이 커지기 때문에, 다이어프램의 내면에 부착된 보이스 코일의 리드선이 단선하기 쉬워져 내구성이 떨어진다. 2. 다이어프램의 외주단을 하우징의 단차부에 맞댄 상태에서 고착하기 때문에, 다이어프램 전체의 반경이 작아져, 필요한 음향 특성을 내는 것이 곤란하다. 3. 필요에 따라, 예를 들면 소리 누설을 방지하기 위해 스폰지 등의 개스킷을 다이어프램과 하우징의 개구단 사이에 끼워넣는 것을 생각할 수 있지만, 종래 하우징의 개구단에는 단차부가 있기 때문에, 개스킷 등을 용이하게 부착할 수 없다.

본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 최저 공진 주파수의 저하와, 코일 리드의 단선 방지를 동시에 도모하면서, 음향 특성을 개선하고, 또한 소리 누설 방지 등의 대책이 용이한 다기능형 진동 액추에이터 및 휴대 단말기기를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명 중 청구항 1에 기재한 발명은, 다이어프램의 외주 가장자리 근처를 하우징의 내주면을 따라 구부려 그 개구단을 향해 연장되는 라이징부를 굴곡 형성하고, 이 라이징부로부터 하우징의 개구단에 형성된 평탄면을 따라 바깥쪽으로 연장되는 연장부를 굴곡 형성하고, 이들 하우징의 평탄면과 다이어프램의 연장부를 평행하게 대향시켜 서로 고착한 것을 특징으로 한다. 청구항 2에 기재한 발명은, 청구항 1에 기재한 다기능형 진동 액추에이터를 내장하고, 호출 신호의 수신신호에 의해, 상기 다이어프램 및 자기 회로부와 서스펜션을 포함하는 기계 진동계의 어느 한쪽이나 혹은 양쪽을 진동시키고, 이 기계 진동계의 진동이 하우징을 거쳐 기기 전체에 전해지고, 상기 호출 신호의 리셋에 의해, 다이어프램 및 기계 진동계의 진동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기기이다.

(발명의 효과)

본 발명은, 다이어프램의 외주 근처를 약 90∼110°로 구부려, 하우징의 내주면을 따라 그 개방단을 향해 연장되는 라이징부를 형성함으로써, 이 라이징부가 코류게이션이 되어 최저 공진 주파수(f0: 에프제로)를 저하시키는 것이 가능해진다. 이와 동시에, 라이징부를 지점으로 한 진폭은, 코류게이션과 달리 크지 않기 때문에, 크게 진폭을 시켜도 보이스 코일의 코일 리드가 단선하기 어려워진다. 그 결과, 내구력이 향상된다. 또, 이 라이징부로부터 하우징의 개구단에 형성된 평탄면을 따라, 바깥쪽으로 연장되는 연장부를 형성함으로써, 진동판 전체의 반경이 확대되어 음향 특성을 개선할 수 있다. 또한 하우징의 평탄면과 다이어프램의 연장부를 평행하게 대향시킴으로써, 필요에 따라, 예를 들면 소리 누설을 방지하기 위해 스폰지 등의 개스킷을 용이하게 부착할 수 있어, 소리 누설 방지 등의 대책을 용이하게 행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 나타내는 다기능형 진동 액추에이터의 종단 정면도이다.

도 2는 동 축소 평면도이다.

도 3은 분해 사시도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 다기능형 진동 액추에이터의 종단 정면도이다.

<부호의 설명>

A : 다기능형 진동 액추에이터 1 : 하우징

1a : 내주면 1b : 평탄면

2 : 자기 회로부 2a : 자기 공극부

3 : 다이어프램 3b : 라이징부

3c : 연장부 4 : 보이스 코일

5 : 서스펜션

본 발명의 다기능형 진동 액추에이터(A)는, 도 1 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 원통형상의 하우징(1) 내에 자기 회로부(2)와, 이 자기 회로부(2)에 대향 배치되는 다이어프램(3)과, 이 다이어프램(3)에 고착되어 자기 회로부(2)의 환상의 자기 공극부(2a)에 삽입되는 보이스 코일(4)과, 그 자기 회로부(2)를 탄성적으로 지지하는 서스펜션(5)를 구비하고, 보이스 코일(4)에 음성신호를 입력하면, 다이어프램(3)이 미진동하여 착신음, 멜로디음, 음성음악 등의 소리를 발하고, 또, 진동 주파수 120∼160Hz의 신호전류가 흐르면, 자기 회로부(2)와 서스펜션(5)을 포함하는 중량이 있는 기계 진동계가 크게 진동하도록 되어 있다. 이하, 본 발명의 각 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

[실시예 1]

이 실시예 1은, 도 1∼도 3에 나타내는 바와 같이, 다이어프램(3)의 대략 반경 중간위치에 평탄한 원환상 장치부(3a)를 부분적으로 형성함과 동시에, 이 다이어프램(3)의 외주 가장자리 근처를 하우징(1)의 내주면(1a)을 따라 그와 평행하게 구부려 그 하우징(1)의 개구단을 향해 연장되는 원환상의 라이징부(3b)를 굴곡 형성하고, 이 라이징부(3b)로부터 하우징(1)의 개구단에 형성된 평탄면(1b)을 따라 바깥쪽으로 연장되는 연장부(3c)를 굴곡 형성하고, 이들 하우징(1)의 평탄면(1b)과 다이어프램(3)의 연장부(3c)를 평행하게 대향시켜 상호 고착한 것이다.

이 다이어프램(3)은, 예를 들면 폴리카보네이트, 폴리에테르이미드, 폴리이미드, 폴리에틸렌프탈레이트의 플라스틱 필름 등의 탄성 재료로 적절한 두께의 원형상으로 형성된 진동판으로, 그 반경 대략 중간위치에 형성된 원환상 장치부(3a)의 이면에, 상기 보이스 코일(4)의 개구단을 접착제 등으로 고착함으로써, 보이스 코일(4)이 자기 회로부(2)의 환상의 자기 공극부(2a)에 삽입되고, 또 상기 코일 장치부(3a)를 끼고 충심측 및 외주측에는, 동심원 형상의 곡면부(3d, 3e)가 각각 굴곡 형성된다.

보이스 코일(4)은 원통형상으로 감겨, 도 2에 나타낸 바와 같이, 그 리드선(4a)을 접착제 등에 의해 다이어프램(3)의 이면에 그 진동에 악영향이 없도록 부착하고, 이 리드선(4a)의 선단을 하우징(1)의 외측에 설치된 단자대(1c)를 향해 도출함과 동시에, 이 단자대(1c)에 설치된 단자 금구(6)에 땜납 또는 본딩 등으로 전기적으로 접합시킨다.

하우징(1)은, 상기 자기 회로부(2)를 수용하는 원통형상의 케이스로, 그 한쪽의 개구단에는, 상기 다이어프램(3)의 연장부(3c)를 접착제 등으로 고착하는 평탄면(1b)이 형성되고, 다른 쪽의 개구단(1d)에는, 바닥이 있는 원통형상의 저부 커버(7)를 착탈 가능하게 장착하여 덮고 있다. 또, 하우징(1)의 내주면(1a)에는, 자기 회로부(2)의 진동시에 맞닿는 환상 단부(段部)(1e)가 설치되고, 이 내주면(1a)에 계속되는 다른 쪽 개구단(1d)에는, 서스펜션(5)의 외단부(5c)를 지지하기 위한 고정수단이 설치된다.

서스펜션(5)은, 링형상의 판 스프링이고, 그 중앙에 후술하는 자기 회로부 (2)와 끼워 맞추는 중심 구멍(5a)과, 이 중심 구멍(5a)을 둘러싸고 자기 회로부(2)에 맞닿는 원환부(5b)와, 이 원환부(5b)와 외단부(5c)를 연계하여 휨 변형하는 암(5d)이 형성되고, 그 원환부(5b)를 자기 회로부(2)에 접착 또는 레이저 용착 등으로 일체적으로 고정함과 동시에, 외단부(5)를 상기 고정수단으로 하우징(1)의 다른쪽 개구단(1d)에 고정함으로써, 상기 다이어프램(3)과 대향하는 위치에서 자기 회로부(2)를 지지하고 있다.

본 실시예의 경우에는, 상기 서스펜션(5)의 외단부(5c)를 이동 불가능하게 지지하기 위한 고정수단으로서, 이 서스펜션(5)의 외단부(5c)가 원환상으로 형성되고, 그 상면을 상기 하우징(1)의 다른쪽 개구단(1d)에 맞닿게 함과 동시에, 그 원환상 외단부(5c)의 하면과, 하우징(1)의 다른쪽 개구단(1d)을 덮는 저부 커버(7) 사이에, 예를 들면 O링 등의 환상 탄성체(8)를 끼워 넣음으로써, 하우징(1)과 서스펜션(5)의 외단부(5c)가 고정되어 있다.

그리고, 상기 자기 회로부(2)는, 요크(9)와, 원반형상의 마그넷(10)과, 원반형상의 폴피스(Pole Piece)(11)를 동심축 상에 포개어 구성되어 있다.

상기 요크(9)는, 자성재로 바닥이 있는 원통형상으로 형성되어 있고, 그 외주면(9a)이 상기 하우징(1)의 내주면(1a)에 대해 미소 간극(예를 들면, 0.05∼0.2mm)을 사이에 두고 위치하도록 형성됨과 동시에, 상기 하우징(1)의 내주면(1a)에 형성된 환상 단부(1e)와 대향하는 맞닿는면(9b)을 형성하고, 자기 회로부(2)의 진동시에 하우징(1)의 환상 단부(1e)와 맞닿아, 자기 회로부(2)의 외부 충격에 의한 이동을 제한하도록 되어 있다.

또 본 실시예의 경우에는, 요크(9)의 하면에 서스펜션(5)의 중심 구멍(5a)과 끼워 맞추는 볼록부(9c)를 설치하고, 이 볼록부(9c)의 주위에 형성된 오목부(9d)에, 서스펜션(5)의 원환부(5b)가 맞닿아 접착 또는 레이저 용착 등으로 일체적으로 고정되어 있다. 또, 필요에 따라 저부 중앙에는, 마그넷(10)을 위치 결정하기 위해, 그 마그넷(10)의 직경과 대략 같은 직경의 카운터보어부(counterbore)(도시하지 않음)를 오목하게 설치해도 된다.

상기 폴피스(11)는, 상기 마그넷(10)의 직경과 대략 같은 직경 또는 그보다 대경인 원반형상으로 형성되어 있고, 필요에 따라 저면에는, 마그넷(10)을 위치 결정하기 위해, 그 마그넷(10)의 직경과 대략 같은 직경의 카운터 보어부(도시하지 않음)를 오목하게 설치해도 된다. 이것과 상기 요크(9)의 카운터 보어부에서 마그넷(10)을 끼워 넣음으로써, 마그넷(10)의 직경 방향의 위치 어긋남을 규제하면 더 바람직하다.

다음으로, 이러한 다기능형 진동 액추에이터(A)의 작동에 대해 설명한다. 우선, 음성신호의 신호전류가 단자 금구(6)로부터 리드선(4a)을 통해 보이스 코일(4)에 인가되면, 보이스 코일(4)과, 자기 회로부(2)의 요크(9), 마그넷(10) 및 폴피스(11) 사이에 전자력이 작용하여 서로 자기적 흡인과 반발을 되풀이하고, 플레밍의 왼손 법칙에 따라 진동을 시작한다. 그에 수반하여, 보이스 코일(4)을 고착한 다이어프램(3)의 곡면부(3d, 3e)가, 라이징부(3b)의 하단부분(3b')을 지점으로 하여 진동한다.

이 다이어프램(3)의 미진동으로 착신음, 멜로디음, 음성음악 등의 소리를 발 생하는데, 서스펜션(5) 쪽은 고유 진동수가 다르기 때문에 거의 진동하지 않는다.

이들 음성신호의 발생시에서의 다이어프램(3)의 진동은, 이 라이징부(3b)가, 통상의 코류게이션이 되어 최저 공진 주파수(f0: 에프제로)를 저하시키는 것이 가능해진다. 이와 동시에, 라이징부(3b)의 하단부분(3b')을 지점으로 한 진폭은, 통상의 코류게이션과 달리 크지 않기 때문에, 크게 진폭을 시켜도 다이어프램(3)을 따라 배선된 보이스 코일(4)로부터의 리드선(4a)의 단선이 발생하기 어려워진다. 또, 이 라이징부(3b)로부터 바깥쪽으로 연장되는 연장부(3c)에 의해 진동판 전체의 반경이 실질적으로 확대되기 때문에, 음향 특성을 개선할 수 있다.

한편, 보이스 코일(4)에 인가되는 신호가 진동 주파수(예를 들면, 주파수 120∼160Hz)이면, 다이어프램(3)은 진동하기 어려워져, 소리가 작아진다. 이와 반대로 서스펜션(5)으로 지지된 자기 회로부(2)의 진동이 커진다.

이들 자기 회로부(2)와 서스펜션(5)으로 구성되는 기계 진동계의 큰 진동은, 그 전체 질량에 의해 진동 에너지가 커지기 때문에, 발생한 진동이 하우징(1)을 통해 다기능형 진동 액추에이터(A)를 탑재한 휴대 단말기기 전체(도시하지 않음)에 전해져, 사용자에게 착신을 알린다. 이렇게 하여, 1개의 발음체 구조가 발음과 진동의 2가지의 동작을 행한다.

[실시예 2]

이 실시예 2는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 상기 다이어프램(3)의 대략 반경 중간위치에 단면 ㄷ자형의 원환상 장치부(3a)를 부분적으로 형성하여, 그 평탄부분에 보이스 코일(4)이 고착됨과 동시에, 이 다이어프램(3)의 외주 가장자리 근 처를 하우징(1)의 내주면(1a)을 따라 그와 경사형상으로 구부려 그 하우징(1)의 개구단을 향해 연장되는 원환상의 라이징부(3b)를 굴곡 형성하고, 이 라이징부(3b)로부터 하우징(1)의 개구단에 형성된 평탄면(1b)을 따라 바깥쪽으로 연장되는 연장부(3c)를 굴곡 형성한 구성이 상기 도 1∼도 3에 나타낸 실시예 1과는 다르고, 그 이외의 구성은 도 1∼도 3에 나타낸 실시예 1과 같은 것이다.

따라서, 도 4에 나타낸 실시예 2도, 상기 도 1∼도 3에 나타낸 실시예 1과 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

또한, 이 실시예 2에서는, 서스펜션(5)의 외단부(5c)를 지지하기 위한 고정수단으로서, 일본국 특허 공개공보 2002-191092호에 개시되는 바와 같이, 이 서스펜션(5)의 외단부(5c)에 둘레방향으로 같은 간격마다 돌기(도시하지 않음)가 설치되고, 이들 돌기를 하우징(1)의 내주면(1a)에 형성된 절결 단부(도시하지 않음)에 끼워넣어 접착함으로써, 하우징(1)에 서스펜션(5)을 통해 자기 회로부(2)가 매단 상태에서 탄성적으로 지지되어 있다.

또, 상기 다이어프램(3)의 형상은 도시한 것에 한정되지 않고, 적어도 라이징부(3b)와 연장부(3c)를 갖고 있으면, 그 이외는 다른 형상이어도 된다. 또, 상기 하우징(1), 자기 회로부(2), 보이스 코일(4) 및 서스펜션(5)의 구조 및 형상도 도시한 것에 한정되지 않고, 상술한 기능과 같은 기능이 있으면, 다른 구조 및 형상이어도 된다.

본 발명은 최저 공진 주파수의 저하와, 코일 리드의 단선 방지를 동시에 도 모하면서, 음향 특성을 개선하고, 또한 소리 누설 방지 등의 대책이 용이한 다기능형 진동 액추에이터 및 휴대 단말기기에 적용가능하다.

Claims

하우징(1) 내에 자기 회로부(2)와, 이 자기 회로부(2)에 대향 배치되는 다이어프램(3)과, 이 다이어프램(3)에 고착되어 자기 회로부(2)의 자기 공극부(2a)에 삽입되는 보이스 코일(4)과, 그 자기 회로부(2)를 지지하는 서스펜션(5)을 구비하고, 상기 다이어프램(3)의 외주 가장자리를 하우징(1)의 개구단에 고착하여 덮은 다기능형 진동 액추에이터에 있어서,

상기 다이어프램(3)의 외주 가장자리 근처를 하우징(1)의 내주면(1a)을 따라 구부려 그 개구단을 향해 연장되는 라이징부(3b)를 굴곡 형성하고, 이 라이징부(3b)로부터 하우징(1)의 개구단에 형성된 평탄면(1b)을 따라 바깥쪽으로 연장되는 연장부(3c)를 굴곡 형성하고, 이들 하우징(1)의 평탄면(1b)과 다이어프램(3)의 연장부(3c)를 평행하게 대향시켜 상호 고착한 것을 특징으로 하는 다기능형 진동 액추에이터.
청구항 1에 기재한 다기능형 진동 액추에이터(A)를 내장하고, 호출 신호의 수신신호에 의해, 상기 다이어프램(3) 및 자기 회로부(2)와 서스펜션(5)을 포함하는 기계 진동계의 어느 한쪽이나 혹은 양쪽을 진동시키고, 이 기계 진동계의 진동이 하우징(1)을 거쳐 기기 전체에 전해지고, 상기 호출 신호의 리셋에 의해, 다이어프램(3) 및 기계 진동계의 진동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기기.