KR100895993B1 - 리니어 진동 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이스에 마그네트를 결합하여 형성된 자기 폐회로 구성된 고정부와 진동량을 극대화한 진동자에 코일과 상측PCB로 결합 구성된 진동체와 상하로 움직일 수 있도록 하는 텐션 스프링과 텐션 스프링을 통하여 전원을 공급할 수 있도록 한 하측PCB와 브라켓으로 구성된 브라켓 어셈블리로 구성된 상하 진동 디바이스이다.

상기 상하 진동 디바이스는 고정부와 떨어진 거리를 두고 진동체가 있으며 진동체는 텐션 스프링과 결합하여 떨어진 거리를 두고 배치되어 브라켓 어셈블리와 결합한다.

수직진동체, 진동체, 진동모터

Description

리니어 진동 디바이스 {LINEAR VIBRATION DEVICE }

일반적으로 통신기기에서 반드시 필요한 기능 중의 하나가 착신기능인데 이러한 기능으로는 멜로디를 사용하는 경우와 통신기기에 진동을 느끼게 하는 진동기능이 있다. 이중 진동기능은 현대사회에서 타인에게 피해를 주지 않고자 하는 경우에 사용되는 필수 사항이며 현재 휴대폰에 적용되는 진동모터는 모터의 형상에 따라 두께가 얇은 코인 타입과 긴 형태의 바 타입으로 구성되어 있으며 스피커 기능과 진동기능이 합쳐진 진동 디바이스도 사용되어 지고 있다.

하지만, 현재 사용중인 진동모터는 브러시와 정류자를 사용함으로 인해 수명 상의 제한이 있으며 진동디바이스 또한 장수명이지만 크기 상의 제한으로 극히 일부만 채택되고 있으며 게임과 다양한 진동 착신음에 대한 소비자의 요구사항에 적극적으로 대응하기가 어려운 부분이 많아 장수명이면서 크기가 작은 새로운 진동 착신 장치가 요구되어 지고 있는 현실이다.

이에 본 개발은 브러시와 정류자를 사용하지 않음으로써 수명 상의 한계를 극복하고 또한 크기 상의 제한을 극복할 수 있고 빠른 응답속도가 가능하도록 코일에 비중이 큰 진동자를 결합하고 마그네트의 자력과 코일의 전자기력을 효과적으로 이용하여 텐션 스프링에 통해 외부 브라켓에 전달하여 진동량을 극대한 구조이다.

본 발명은 펄스형태의 주파수 전원을 이용한 상하 진동 디바이스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일반적인 브러시와 정류자를 이용하는 종래의 진동모터와 달리 브러시와 정류자를 사용하지 않고 진동할 수 있도록 한 구조이다.

현재 사용중인 진동모터는 브러시와 정류자가 있는 형태로 크게 두께를 최소화하는 구조인 원형의 코인 진동모터와 긴 막대기와 같은 형상이 있는 바형 진동모터이다.

도 1은. 일반적인 코인 타입 진동모터(100)를 분해하여 상세하게 도시하고 있으며, 이에 대하여 설명하면 다음과 같다.

코인타입 진동모터(100)는 크게 FPCB(115)에 브러시(113)를 결합하고나서 마그네트(112)와 샤프트(114)를 브라켓(111)에 결합한 고정자(110)와 정류자(121)에 코일(122)을 납땜하고 메탈베어링(123)과 고 비중의 진동자(124)와 사출고정된 회전체(120)와 케이스(130)로 최종 조립된 형태이다.

전원단에서 FPCB(115)를 통하여 전원이 인가되면 인가된 전원은 FPCB(15)와 브러시(113)를 거쳐 회전체(120)의 정류자(121)를 통해 전원이 공급되고 이로 인해 코일(122)에는 전자기력이 발생하며 하측 고정자(110)에 있는 마그네트(112)의 자력과의 상관관계인 플레밍 법칙에 의하여 회전력을 얻어 회전하게 되어 있는 구조이다.

도 2는 일반적인 종래 바타입 진동모터(200)의 측면을 도시하고 있으며, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.

바 타입의 진동모터(200)는 크게 고정자(210)와 회전체(220)로 구성되어 있으며 고정자(210)는 케이스(211)에 마그네트(212)와 결합하고 회전체(220)는 샤프트(223)에 정류자(222)를 장착한 후 코일(221)을 납땜하여 고정하고 여기에 전원을 공급하는 전원단(300)은 브러시(231)를 베이스(232)에 안착한 후 회전체(220)와 고정자(210)를 결합고정한 후 외부에 진동체(240)를 결합하는 구조이다.

전원단에서 브러시(231)를 통하여 정류자(222)에 전원이 공급되면 코일(221)에 전원이 인가되고 전자기력이 발생하여 고정자(210)에 있는 마그네트(212)의 자력과의 상관관계인 플레밍 법칙에 의하여 회전력을 얻어 회전하게 되어 있는 구조이다.

그러나 이러한 정류자를 사용한 브러시 타입의 모터는 정류자와 브러시의 기계적인 마찰을 수반하게 되어 마찰 계수에 의한 수명상의 한계가 있다

상기와 같은 브러시 타입의 진동모터의 단점을 개선한 브러시리스 타입의 진동모터가 있으나 가격 상의 문제로 인해 사용량이 적으며 이런 문제를 개선하고자 특허공개공보 10-2005-0083528에서 상하 진동체가 제안된바 있다 이는 도 3에서 도시되고 있으며, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.

리니어 진동모터(300)는 크게 브라켓(311)에 전원을 공급하는 PCB(313)에 전자기력을 형성하는 코일(312) 부착한 고정체(310)와 자기력을 형성하는 마그네트(321)에 요크(322)를 부착하고 외부에 고 비중의 진동자(323)를 결합한 진동체(320)와 이 진동체(320)를 상하 운동이 가능하면서 외부에 진동음을 전달하게끔 형성된 텐션 스프링(330)을 CASE(340)에 결합하여 최종적으로 조립된 진동모터(300)이다.

전원단에서 PCB(313)를 통하여 공급된 펄스형 주파수 전원은 코일(312)에 전자기력을 발생하게 되고 진동체(320)에 구성된 마그네트(321)에 의한 자기력과 상호작용으로 상하 진동을 하게 되어 있는 구조이다.

그러나 도 3에서 도시된 바와 같이 상기 휴대용 진동체는 마그네트(321)와 요크(322)를 사용한 진동체(320)로써 이미 자기적으로 폐회로가 형성된 진동체(320)를 상하 움직임에 따라 수시로 변화하여 안정적인 자기 폐회로 구성의 어려움이 발생하여 불량유발 및 빠른 회전 응답속도 저하를 유발할 수가 있다.

따라서 상기와 같은 문제를 방지하기 위하여 고안된 본 개발은 브러시와 정유자를 사용하지 않으며 진동체를 자기적으로 안정한 구조로 빠른 회전 응답속도가 가능한 진동 디바이스이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 브러시와 정류자에 의한 기계적 마찰에 의해 회전시켜 진동을 얻는 브러시 타입 진동모터와 달리 브러시와 정류자를 사용하지 않고 종래의 수직 진동자 구조의 자기적으로 안정된 구조로 빠른 응답속도를 제공하는 리니어 진동 디바이스를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 해결하기 위하여 본 발명은 케이스에 마그네트를 결합하여 형성된 자기 폐회로로 구성된 고정부와 진동량을 극대화한 진동자에 코일과 상측PCB로 결합 구성된 진동체와 상하로 움직일 수 있도록 하는 텐션 스프링과 텐션 스프링을 통하여 전원을 공급할 수 있도록 한 하측 PCB와 브라켓으로 구성된 브라켓어셈블리로 구성된 진동 디바이스이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 리니어 진동 디바이스(400)를 도시하고 있으며 이에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 자기력을 형성하는 마그네트(441)로 형성된 고정체(440)와 펄스형태의 주파수 전원에 의한 코일(431)의 전자기력을 형성하는 진동체(430)와 그 진동체의 진동음을 효과적으로 전달해주는 텐션 스프링(420)과 텐션 스프링(420)의 진 동음을 외부로 전달해주는 브라켓 어셈블리(410)로 구분할 수가 있다.

먼저, 고정체(410)는 케이스(443)에 자기력을 보유한 마그네트(441)에 상측에 자력을 모을 수 있도록 요크(442)와 결합하여 형성하며 항상 일정한 자기적 폐회로를 형성하고 유지하여 일정한 자기력선을 보유하게 된다.

진동체(430)는 전자기력을 형성하는 코일(431)을 상측PCB(433)와 진동량을 극대화한 고 비중의 진동자(432)와 결합하여 형성하며 상측PCB(433)를 통하여 펄스형태의 주파수 전원을 코일(431)에 인가하여 전자기력을 형성하게 된다.

텐션 스프링(420)은 진동체(430)에 결합하여지며 진동체(430)에 있는 코일(431)의 전자기력과 고정체(440)의 마그네트(441)에 의한 자력에 의한 인력 및 척력을 이용하여 상하 진동이 가능하게끔 구성된 탄성 복원력이 있는 스프링이다. 또한, 텐션 스프링(420)은 전기가 잘 통하는 재질이면서 두 개 부분으로 나누어져 진동체(430)의 코일(431)에 (+)전원과 (-)전원을 공급하여 전자기력을 발생하도록 한 구성이다.

이때, 텐션스프링(420)은 전기가 잘 통하며 탄성 복원력이 우수한 재질이 바람직하다.

정리하면, 텐션 스프링(420)의 두 가지 주된 목적은 상하 운동을 효과적으로 전달하는 것과 다른 하나는 펄스형 주파수 전원을 상측PCB(433)를 통해 코일(431)에 전달하는 기능이다.

브라켓 어셈블리(410)는 외부의 펄스형 주파수 전원을 공급하고자 하측PCB(412)와 텐션스프링(420)을 결합하고 텐션 스프링(420)을 통하여 전달된 진 동음을 효과적으로 브라켓(411)을 통하여 외부에 전달하게끔 하기 위해 브라켓(411)에 고정 결합한 구조이다.

브라켓 어셈블리(410)는 최종적으로 고정체(440)와 결합하여 최종적으로 완성된 리니어 진동 디바이스(400)이다.

도 5는 텐션브라켓이 두 종류로 나누어져 전원이 공급할 수 있는 구조의 실시 예이다.

이상은 본 발명에 대하여 실시 예를 통하여 상세히 설명한 것으로, 이는 예시이며 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다.

도 1은 종래의 코인타입 진동모터의 측면도

도 2는 종래의 바타입 진동모터의 측면도

도 3은 종래의 수직 진동자의 측면도

도 4는 본 발명에 의한 실시 예인 리니어 진동 디바이스 측면도

도 5는 본 발명에 의한 실시 예로서 도 4의 사시도

도 6은 본 발명에 텐션 스프링에 대한 사시도

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예인 리니어 진동 디바이스 측면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

400 : 리니어 진동 디바이스

410 : 브라켓 어셈블리 411 : 브라켓 412 : 하측PCB

420 : 텐션 스프링

430 : 진동체 431 : 코일 432 : 진동자

433 : 상측PCB

440 : 고정자 441 : 마그네트 442 : 요크

443 : 케이스

Claims (3)

1. 코일과 상기 코일과 결합한 상측PCB와 외부에 진동량을 극대화하도록 한 진동자를 결합한 진동체;

   상기 진동체의 하부에 결합하여 상측PCB를 통하여 코일에 전원을 공급할 수 있도록 전기가 잘 통하는 재질이며 상하운동을 통해 얻어진 진동음을 효과적으로 전달하기 위해 탄성 복원력이 있는 텐션 스프링;

   상기 텐션 스프링과 결합하여 외부 펄스형 주파수 전원을 전달하기 위해 결합하여진 하측PCB와 상하 진동음을 효과적으로 전달하기 위해 결합한 브라켓으로 이루어진 브라켓 어셈블리;

   상기 브라켓 어셈블리에 케이스와 마그네트, 요크로 이루어진 고정체로 결합하여지는 결합체;

   상기 고정체의 마그네트에 의해 발생된 자기력과 진동체의 코일에 의해 발생된 전자기력의 상호작용으로 상하로 이동하여 진동음을 텐션 스프링과 브라켓을 통하여 외부에 전달하는 리니어 진동 디바이스.
2. 제 1항에 있어서,

   텐션 스프링은 중요한 기능으로 2개로 나누어 탄성 복원력을 높여 상하 운동을 효과적으로 전달하기 위한 기능과 다른 하나는 펄스형 주파수 전원을 상측PCB(433)를 통해 코일(431)에 전달할수 있도록 두개로 나누어 전원단을 형성하도록 구성된 텐션스프링을 사용하는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 디바이스.
3. 제 1항에 있어서

   진동체는 전자기력을 형성하는 코일과 PCB에 결합하여지며 외부에 높은 비중을 가진 고비중 진동자가 결합하는 것을 특징으로 하는 리니어 진동 디바이스

Images