KR100994999B1 - 선형 진동 액츄에이터 - Google Patents

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심순구
이종필
정영빈
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자화전자(주)
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Abstract

본 발명에는 진동 특성이 향상된 선형 진동 액츄에이터가 개시된다. 개시된 선형 진동 액츄에이터는 선형 진동 액츄에이터에 있어서, 코일을 포함하는 고정부; 영구자석과, 상기 영구자석이 실장되어 자로를 가이드하는 요크와, 상기 영구자석 저면에 부착되는 플레이트를 포함하며, 상기 고정부와 대향하는 진동자; 상기 진동자를 지지하는 탄성 부재; 상기 플레이트에 구비되어 상기 고정자와의 충돌을 방지하는 수직 충돌 방지부; 및 상기 요크 하단에 구비되어 상기 요크와 상기 코일 간의 충돌을 방지하는 수평 충돌 방지부로 구성된다.
선형 진동, 액츄에이터, 모터, 고정자, 진동자, 탄성, 요크, 영구자석.

Description

선형 진동 액츄에이터{LINEAR VIBRATION ACTUATOR}
본 발명은 코인형 액츄에이터에 관한 것으로, 특히 휴대 단말기에 채용되어 착신장치로 사용되는 선형 진동 액츄에이터에 관한 것이다.
일반적으로 휴대 단말기의 무음의 착신장치로 사용되는 선형 진동 액츄에이터는 이동부의 행정거리가 짧고, 탄성부재의 탄성력으로 인해 기존의 편심 회전형 진동모터에 비해, 시작과 정지 시에 빠른 진동 특성을 가진다. 따라서, 휴대 단말기의 슬림화 추세에 부응하여왔다.
이러한 선형 진동 발생장치는 영구자석을 포함하는 진동자와, 진동자를 지지하는 고정자로 구성되는 것이 일반적이며, 고정자에 배치된 코일에 전류를 인가하여 발생된 전자기력과 영구자석에서 발생된 자성과의 상호 동작으로 영구 자석이 상하로 이동하여 진동이 발생된다.
종래의 선형 진동 발생장치는 케이스 내에 코일을 구비한 고정자와, 영구자석을 구비한 진동자를 배치하고, 영구자석을 고정하기 위해 요크가 구비되며, 이러한 영구자석이 고정된 요크를 탄성적으로 지지하여 진동을 발생시키도록 탄성부재 가 구비되었다.
그러나, 선형 진동 액츄에이터가 상/하 진동 발생 시, 상/하 운동 이외에 탄성 부재의 특성과 잔진동 발생 진동에 의해 진동자가 좌/우로 흔들리는 현상이 발생할 수 있어, 영구자석 및 자성체 플레이트의 금속 성분에 의해 전자기력을 발생시키는 코일과 흔들림으로 인한 접촉에 의해서 코일이 단선되는 등의 고장이 발생할 수 있다.
또한, 중량체는 선형 진동 액츄에이터의 진동력 발생의 중요한 인자로, 중량이 낮을 경우에는 진동이 감소하지만, 상/하로 이동하는 구조로 진동 중 발생하는 수 있는 터치로 인한 소음 불량과, 고장으로 일정 크기로 제한된 모터의 두께 내에서 체적을 증가하는데 한계가 있고, 이로 인해 진동 액츄에이터에서 중량체가 가지는 체적에 한계가 있어 진동력을 향상시키는데 어려움이 따르게 된다.
종래의 선형 진동 액츄에이터의 구성은 대한민국 공개특허공보 제2005-0122101호에 상세히 개시되었다.
도 1은 종래의 일 실시 예에 따른 선형 진동 액츄에이터의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 선형 진동 액츄에이터는 일정크기의 내부공간을 갖는 케이싱(110)과, 상기 케이싱(110)의 내부공간에 배치되는 요크와, 수직방향으로 착자되어 상기 요크에 장착되는 영구자석으로 이루어져 일정세기의 자기장을 발생시키는 자기회로부(120)와, 상기 케이싱에 상단이 고정되고 상기 자기 회로부에 하단이 고정되는 스프링 부재(130)와, 상기 자기 회로부에 일체로 장착되는 중량체(142)를 갖추어 상기 자기회로부와 더불어 스프링 부재를 매개로 상하 진동하는 진동부(140)와, 상기 자기회로부의 직하부에 배치되어 전원 인가시 일정세기의 전기장을 발생시키는 진동발생용 코일(150)과, 상기 케이싱 내부면과 상기 진동부의 외부면사이에 형성되는 간극에 구비되어 상기 진동부의 진동 시, 상기 케이싱과 진동부 간의 접촉에 의한 충격을 흡수하는 댐핑부재(160)로 구성되어 있음을 알 수 있다.
또한, 종래의 또 다른 선형 진동 액츄에이터는 공개특허공보 제2008-107506에 개시되었다.
도 2는 종래의 다른 일 실시 예에 따른 선형 진동 액츄에이터의 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 윤활대(23)는 마그넷(13)의 외주면에 형성된 자성 유체띠로서, 자성유체(30)는 마그넷(13)의 자속에 집속하는 성질을 갖는 물질이며, 마그넷의 일면을 도포하는 경우, 마그넷의 자속 발생지점에 집속하여 하나의 환형 링을 이루게 되고, 진동자(14) 상/하 진동 시, 고정자(12)와 진동자(14) 간의 집접적인 접촉을 방지하여 접속 발생되는 터치음과 충격을 흡수할 수 있다.
한편, 자성 유체(magnetic fluid)는 액체 속에 자성 분말을 콜로이드 모양으로 안정, 분산시킨 다음, 중력이나 자기장 등에 의한 자성 분말의 침전이나 응집이 생기지 않도록 계면 활성제를 첨가한 것으로서, 고정자와 진동자 간의 직접적인 접촉을 방지하여 접속 시 발생하는 터치음과 충격을 흡수할 수 있는 효과가 있다.
그러나, 도 8을 참조하면, 상기 자성 유체는 여러 가지 화합물로 혼합되어 있어서, 혼합물 중의 성분들의 빙점이나 유동점이 달라서, 온도에 의해 점도변화 특성이 있고, 온도 변화에 의해 비산 또는 점도에 의한 진동특성 저하 등의 한계가 있다.
즉, 자성 유체의 점도 특성의 변화는 신뢰성을 향상시키는 효과는 있는 반면, 선형 진동 액츄에이터의 전체적인 진동이 감쇄되는 현상이 발생하는 문제점이 있으며, 자성 유체는 고가로 생산원가가 높아지는 단점이 있다.
본 발명에 따른 선형 진동 액츄에이터는 동작 시, 진동자의 상/하/좌/우 잔진동 등에 의해 코일 단선에 의한 고장 발생을 방지하여 제품 내구성을 향상시키고, 진동 또는 잔진동 특성을 향상시키는데 있다.
또한, 본 발명은 원가가 절감되어 경제적이며, 온도 변화에 민감하지 않은 저가의 재질을 사용하는 선형 진동 액츄에이터를 제공하는데 있다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 제1실시 예에 따른 선형 진동 액츄에이터는 선형 진동 액츄에이터에 있어서, 코일을 포함하는 고정자; 영구자석과, 상기 영구자석이 실장되어 자로를 가이드하는 요크와, 상기 영구자석 저면에 부착되는 플레이트를 포함하며, 상기 고정자와 대향하는 진동자; 상기 진동자를 지지하는 탄성 부재; 및 상기 요크 하단에 구비되어 상기 요크와 상기 코일 간의 충돌을 방지하는 수평 충돌 방지부로 구성된다.
또한, 본 발명의 제2실시 예에 따른 선형 진동 액츄에이터는 선형 진동 액츄에이터에 있어서, 코일을 포함하는 고정자; 영구자석과, 상기 영구자석이 실장되어 자로를 가이드하는 요크와, 상기 영구자석 저면에 부착되는 플레이트를 포함하며, 상기 고정자와 대향하는 진동자; 상기 진동자를 지지하는 탄성 부재 및 상기 코일 상단에 구비되어 상기 요크와 상기 코일 간의 충돌을 방지하는 수평 충돌 방지부로 구성된다.
또한, 본 발명의 제3실시 예에 따른 선형 진동 액츄에이터는 선형 진동 액츄에이터에 있어서, 코일을 포함하는 고정자; 영구자석과, 상기 영구자석이 실장되어 자로를 가이드하는 요크와, 상기 영구자석 저면에 부착되는 플레이트를 포함하며, 상기 고정자와 대향하는 진동자; 상기 진동자를 지지하는 탄성 부재; 상기 플레이트에 구비되어 상기 고정자와의 충돌을 방지하는 자성유체 수직 충돌 방지부; 및 상기 요크 하단에 구비되어 상기 요크와 상기 코일 간의 충돌을 방지하는 수평 충돌 방지부로 구성되고, 상기 플레이트는 그의 모서리부가 상기 탄성부재의 최대변위 지점에 일치되게 수직정렬상태로 배치된다.
이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 선형 진동 액츄에이터는 진동자의 상/하 또는 좌/우 또는 상/하/좌/우 진동 또는 잔진동에 의한 코일과의 직접적인 접촉을 미연에 방지하거나 최소화함으로서, 진동 특성 뿐만 아니라 정지 시 발생하는 잔진동 특성을 개선하게 되었고, 제품의 내구성을 향상시키는 반면에 직접 접촉에 의한 소음(터치 음) 개선의 효과를 달성하였다.
또한, 본 발명에 따른 선형 진동 액츄에이터는 플레이트에 도포되는 자성 유체의 온도에 따른 점도 변화 특성에 의한 성능 저감 현상을 방지할 수 있게 되어서, 선형 진동 액츄에이터의 전반적인 진동 성능 특성을 향상시키는 이점을 달성하였다.
또한, 본 발명에 따른 선형 진동 액츄에이터는 저가의 구리스나 실리콘 재질을 진동자의 충돌 방지 수단으로 채용하여서, 제조 원가 절감에 기여하는 이점을 달성하였다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시 예에 따른 선형 진동 액츄에이터(30)는 셀룰러 폰이나 스마트 포 등 보편적으로 사용되는 휴대 단말기의 소정 위치에 채용되어 무음의 착신 장치로 사용되는 소형이고, 슬림한 진동 모터로서, 코인형으로 외관이 이루어진다.
상기 선형 진동 액츄에이터(30)는 고정자와, 상기 고정자에서 대향으로 배치되어서 수직 상하로 선형으로 이동하는 진동자와, 상기 진동자의 동작 시에 상기 고정자와의 충돌을 방지하는 수단으로 구성된다. 상기 진동자는 영구 자석(M)이 실장된 요크(330) 및 상기 요크(330)를 지지하는 탄성 부재(320)를 포함한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 선형 진동 액츄에이터(30)는 자기장을 형성하는 코일(314)을 포함하는 고정자와, 영구자석(M)과, 상기 영구자석(M)이 실장되어 자로를 가이드하는 요크(330)와, 상기 영구자석(M) 저면에 부착되는 플레이트(332)를 포함하는 진동자와, 상기 고정자에 고정되어 상기 진동자를 지지하는 탄성 부재(320) 및 상기 진동자에 구비되어 코일(314) 간의 충동을 방지하는 수평 충돌 방지부(340)를 포함한다. 상기 고정자와 진동자는 서로 상대적인 개념으로서, 상기 고정자는 상기 진동자에 대해 고정되는 부분을 의미하고, 상기 진동자는 상기 고정자에 대해서 진동하는 부분을 의미한다.
또한, 상기 고정자는 브라켓(312)과 케이스(310)를 포함하는 바, 상기 케이스(310)는 실장된 내부 부품을 외부환경으로부터 보호하는 코인형 하우징으로서, 부품 수납 공간을 제공한다. 상기 브라켓(312)은 케이스(310)와 대면하여 결합되어 바닥에 위치하면서, 인쇄회로기판에 일면에 고정되고, 중심 영역에 원통형 코일(314)이 장착된다.
상기 진동자는 상기 케이스(310) 천정으로부터 탄성 부재(320)에 지지되어 매달린 채로 제공된 힘에 의해 진동하는 소자로서, 요크(330)와, 상기 요크(330) 내부 천정면에 고정된 영구 자석(M)과, 상기 영구자석(M) 저면에 부착되는 플레이트(332)와, 상기 요크(330) 외주면에 결합된 중량체(334)를 포함한다. 상기 중량체(334)는 중공형으로 구성되어 상기 요크(330) 외주면에 삽입되는 소자로서, 선형 진동을 위해서 진동자에 소정의 질량을 제공하고, 상기 영구자석(M)의 자력의 영향을 받지 않는 비자성체 재질로 구성된다.
상기 플레이트(332)는 상기 영구자석(M) 저면에 장착되는 자성체이다. 바람직하게 상기 플레이트(332)는 상기 영구자석(M)과 직경 크기가 같거나, 또는 크거나 또는 작은 원형이나, 타원형이거나, 중심에 내경을 가지는 개방부를 구비하는 링 형으로 구성될 수 있고, 중심에 소정 형상의 개방부를 구비하고, 외형이 다각형상으로 구성될 수 있다. 상기 소정 형상은 내경을 가지는 원형이거나 다각형의 개방부를 지칭한다.
바람직하게 상기 선형 진동 액츄에이터(30) 동작 시, 상기 영구자석(M)과 코일(314) 또는 상기 요크(330)와 코일(314) 간의 충돌을 방지하기 위하여 소정 위치 에 수평 충돌 방지부(340)와 수직 충돌 방지부(350)가 구비된다. 상기 수평 충돌 방지부(340)는 상기 요크(330) 하단에 구비되어 상기 요크(330)와 상기 코일(314) 또는 상기 영구자석(M)과 코일(314) 간의 충돌을 방지한다. 바람직하게 상기 수평 충돌 방지부(340)는 상기 요크(330) 하단을 따라서 다수 개 간격진 점 도포나, 링 형상의 구리스 재질로 구성될 수 있고, 실리콘 재질로 구성될 수 있다. 상기 구리스나 실리콘은 상대적으로 자성 유체보다 저가이기 때문에 제조원가 절감에 기여한다.
이때, 상기 수평 충돌 방지부(340)는 상기 요크(330) 하단 내면쪽, 즉, 상기 코일(314)과 가장 근접하게 마주보는 위치에 장착되는 것이 바람직하다. 이는 요크(330)의 하단 내면쪽의 모서리 영역이 상기 코일(314) 외주면과 가장 가깝게 근접하기 때문이다.
상기 선형 진동 액츄에이터(30)는 상기 플레이트(332) 일면, 구체적으로 저면 또는 상기 플레이트(332)와 브라켓(312) 사이에 수직 충돌 방지부(350)가 더 장착된다. 즉, 상기 플레이트(332) 일면은 상기 영구자석(M) 저면에 부착되고, 다른 일면은 상기 수직 충돌 방지부(350)가 부착된다. 또한, 상기 수직 충돌 방지부(350)는 플레이트와 대면하여 고정자 브라켓 중앙부에 장착될 수 있다. 상기 수직 충돌 방지부(350)는 실리콘 또는 발포성분의 고분자, 예를 들어 스폰지 재질과 같은 유형으로 구성되고, 조립성을 고려하여 일면 부착식으로 장착된다. 상기 수직 충돌 방지부(350)는 선형 진동 액츄에이터 동작 시에 상기 브라켓(312)과 상호충돌 또는 상기 코일(314) 내부면과의 충돌을 방지하는 기능을 담당한다. 바람직하게 상 기 수직 충돌 방지부(350)는 상기 영구자석(m)의 직경 크기와 동일하거나 크게 또는 작게 구성될 수 있고, 외형이 다각 형상으로 구성될 수 있으며, 내경을 가지는 개방부를 구비한 형상으로 구성될 수 있고, 다각 형상의 개방부를 구비한 형상으로 구성될 수 있다.
더욱이, 상기 영구자석(M)이 실장된 상기 탄성 부재(320)의 고정부 상면에 수직 충돌 방지부가 추가적으로 구비될 수 있다. 상기 추가된 수직 충돌 방지부는 다수개 간격진 점도포, 또는 링 형상의 띠형상으로 구비되고, 바람직하게 자성 유체로 이루어진다. 아울러, 자성유체 뿐만 아니라, 스폰지나 실리콘 등의 재질도 채용될 수 있다.
상기한 구성에 따른 선형 진동 원리는 상기 코일(314)에 전류를 인가하면, 상기 코일(314)에서 발생된 전자기력과, 상기 영구자석(M)에서 제공하는 자성과의 상호 작용으로, 상기 영구 자석(M)의 상하 진동을 유도한다. 이 때, 상기 영구자석(M)은 상기 원통형의 코일(314) 내에 위치하거나 외에 위치할 수 있으며, 이러한 영구 자석(M) 상태를 상기 탄성 부재(320)가 지지한다. 이러한 선형 진동 원리는 당해분야에서 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
참조부호 315는 인쇄회로기판 또는 연성 회로를 지칭한다.
상기한 선형 진동 원리에 의해 동작 시, 상기 수평 충돌 방지부(340)와 상기 수직 충돌 방지부(350)에 의해 영구 자석(M)과 코일(314), 요크(330)와 코일(314) 간의 충돌이 미연에 방지되거나 최소화되어서, 동작 시에 발생되는 터치 음이 최소화되어 짐으로서, 제품의 내구성 향상 및 제품 수명 연장이라는 상승효과를 제공하 게 된다.
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 선형 진동 액츄에이터(40)의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 4를 참조하여 본 발명의 제2실시 예에 따른 선형 진동 액츄에이터(30)를 설명함에 있어서, 동일한 구성은 이미 도 3을 참조하여 설명하였기 때문에 구체적이고 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시 예에 따른 선형 진동 액츄에이터(40)는 고정자와, 상기 고정자와 대향하는 진동자와, 상기 고정자에 장착되어 상기 진동자를 지지하는 탄성 부재(420) 및 상기 고정자에 구비된 수평 충돌 방지 수단(440)을 포함한다. 상기 고정자는 코일(414), 브라켓(412), 케이스(410)를 포함한다. 상기 코일(414)은 브라켓(412) 중심에 장착된다. 상기 진동자는 영구 자석(M)과, 상기 영구 자석(M)이 실장되어 자로를 가이드하는 요크(430)를 포함하는 진동자를 포함한다.
상기 수평 충돌 방지부(440)는 상기 영구자석(M)과 코일(414) 또는 상기 요크(430)와 코일(414) 간의 충돌을 최소화하기 위해 장착되는 수단으로서, 상기 코일(414) 상단을 따라서 다수 개 간격진 점 도포나, 링 형상의 구리스 재질 또는 실리콘 재질로 구비된다. 즉, 상기 구리스나 실리콘 재질은 상대적으로 자성 유체에 비해서 저렴하고, 온도 특성에 강한 이점이 있다. 특히, 상기 수평 충돌 방지부(440)은 상기 코일(414) 상단 외주면 또는 내주면에 구비된다. 상기 코일(414) 외주면은 선형 진동 액츄에이터(40) 동작 시, 상기 요크(430) 하단 내면과 접촉을 방지할 수 있고, 상기 코일(414) 내주면은 선형 진동 액츄에이터(40) 동작 시, 상기 영구자석(M)과 플레이트(432)와의 충돌을 방지할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 선형 진동 액츄에이터(40)는 상기 플레이트(432) 일면, 저면에 수직 충돌 방지부(450)가 더 장착된다. 즉, 상기 플레이트(432) 일면은 상기 영구자석(M) 저면에 부착되고, 다른 일면은 상기 수직 충돌 방지부(450)가 부착된다. 상기 수직 충돌 방지부(450)는 플레이트와 대면하여 고정자 브라켓 중앙부에 장착될 수 있다. 상기 수직 충돌 방지부(450)는 실리콘 또는 발포성분의 고분자, 예를 들어 스폰지 재질과 같은 유형으로 구성되고, 조립성을 고려하여 일면 부착식으로 장착된다. 상기 수직 충돌 방지부(450)는 선형 진동 액츄에이터(40) 동작 시에 상기 브라켓(412)과의 상호충돌 또는 상기 코일(414) 내면과의 충돌을 방지하는 기능을 담당한다. 바람직하게 상기 수직 충돌 방지부(450)는 상기 영구자석(M)의 직경 크기와 동일하거나 크거나, 작게 구성될 수 있고, 외형이 다각형상으로 구성될 수 있으며, 내경을 가지는 개방부를 구비한 형상으로 구성될 수 있고, 다각 형상의 개방부를 구비한 형상으로 구성될 수 있다.
더욱이, 상기 영구자석(M)이 실장된 상기 탄성 부재(420)의 고정부 상면에 수직 충돌 방지부가 추가적으로 구비될 수 있다. 상기 추가된 수직 충돌 방지부는 다수개 간격진 점도포, 또는 링 형상의 띠형상으로 구비되고, 바람직하게 자성 유체로 이루어진다. 아울러, 자성유체 뿐만 아니라, 스폰지나 실리콘 등의 재질도 채용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3실시 예에 따른 선형 진동 액츄에이터(50)의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 5를 참조하여 본 발명의 제3실시 예에 따른 선형 진동 액츄에이터(50)를 설명함에 있어서, 동일한 구성은 이미 도 3을 참조하여 설명하였기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제3실시 예에 따른 선형 진동 액츄에이터(50)는 코일(514)을 포함하는 고정자와;, 영구 자석(M)과, 상기 영구 자석(M)이 실장되어 자로를 가이드하는 요크(530)와, 상기 영구 자석(M) 저면에 부착되는 플레이트(532)를 포함하며, 상기 고정자와 대향하는 진동자와;, 상기 진동자를 지지하는 탄성 부재(520)와;, 상기 플레이트(532)에 구비되어 상기 고정자와의 충돌을 방지하는 수직 충돌 방지부(550)와, 상기 요크(530) 하단에 구비되어 상기 요크(530)와 상기 코일(514) 또는 상기 영구자석(M)과 코일(514) 간의 충돌을 방지하는 수평 충돌 방지부(540)로 구성된다.
상기 수평 충돌 방지부(540)는 상기 요크(530) 하단에 구비되어 상기 요크(530)와 상기 코일(514) 간의 충돌을 방지한다. 바람직하게 상기 수평 충돌 방지부(540)는 상기 요크(530) 하단 내면쪽을 따라서 다수 개 간격진 점 도포나, 링 형상의 구리스 재질로 구성될 수 있고, 실리콘 재질로 구성될 수 있다. 상기 구리스나 실리콘은 상대적으로 자성 유체보다 저가이기 때문에 제조원가 절감에 기여한다. 하지만 상기 자성 유체도 상기 수평 충돌 방지부(540)의 재질로 구성될 수 있다.
이때, 상기 수평 충돌 방지부(540)는 상기 요크 하단 내면쪽, 즉, 상기 코 일(514)과 가장 근접하게 마주보는 위치에 장착되는 것이 바람직하다. 이는 요크(530)의 하단 내면쪽의 모서리 부근의 영역이 상기 코일(514) 외주면과 가장 가깝게 근접하기 때문이다.
추가로, 상기 수직 충돌 방지부(550)는 선형 진동 액츄에이터(50) 동작 시에 상기 브라켓(512)과의 충돌 또는 상기 코일(514) 내면과의 충돌을 방지하는 기능을 담당한다. 바람직하게 상기 수직 충돌 방지부(550)가 장착되는 자성체의 플레이트(532)는 상기 영구 자석(M)의 직경 크기와 동일하거나 크거나, 작게 구성될 수 있고, 외형이 다각 형상으로 구성될 수 있으며, 내경을 가지는 개방부를 구비한 형상으로 구성될 수 있고, 다각 형상의 개방부를 구비한 형상으로 구성될 수 있다.
아울러, 도 6에 도시된 바와 같이, 플레이트(560)에 구비된 개방부는 단차를 구비한 홈 형상으로 구성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 수직 충돌 방지부(550)는 자성 유체로 구성된다. 즉, 상기 플레이트(532)가 중심에 개방부를 구비한다면, 상기 개방부에 충진되고, 이어서 자성에 의해 상기 수직 충돌 방지부(550)는 상기 플레이트(532)의 저면 및 외주면을 감싸고, 이어서, 상기 영구자석(M) 하단영역까지 흘러가서 배치된다. 결과적으로, 상기 수직 충돌 방지부(550)는 상기 플레이트(532) 저면, 외주면을 감싸고, 상기 영구자석(M) 하단영역까지 감싸는 형상으로 배치되어서, 일차적으로 상기 영구자석(M)의 수직방향 충돌을 미연에 방지하거나 최소화하고, 이차적으로 상기 수평 방향 충돌을 방지하는데 도움을 제공한다.
추가적으로, 더욱이, 상기 영구자석(M)이 실장된 상기 탄성 부재(520)의 고 정부 상면에 수직 충돌 방지부가 추가적으로 구비될 수 있다. 상기 추가된 수직 충돌 방지부는 다수개 간격진 점도포, 또는 링 형상의 띠형상으로 구비되고, 바람직하게 자성 유체로 이루어진다. 아울러, 자성유체 뿐만 아니라, 스폰지나 실리콘 등의 재질도 채용될 수 있다.
이러한 구성에 따라서, 본 발명의 제3실시 예에 따른 선형 진동 액츄에이터(50)는 수직 및 수평방향으로 영구자석(M)에 발생하는 충돌을 미연에 방지하게 되어서, 코일의 단선 등의 사고에 대비할 수 있게 되었다.
도 5, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 플레이트(532)가 외부형상이 다각형으로 구성되어서 모서리부(532a)가 존재하거나, 추가로 중심에 개방부(533)가 형성되었을 경우, 상기 플레이트의 각각의 모서리부(532a)는 탄성 부재의 최대 변위지점(A)과 수직 방향을 기준으로 일치되게 정렬된다. 즉, 상기 플레이트(532)의 모서리부(532a)는 상기 탄성 부재의 최대 변위지점(A)에 수직 방향으로 일치되게 정렬되는 것이 바람직하다. 그래야 상기 수평 및 수직 충돌 방지부(540,550)의 기능이 극대화된다. 도 7에는 상기 플레이트(532)가 사각형상이고, 사각형의 홀(533)을 가지며, 상기 탄성 부재(520)의 최대 변위지점(A)이 4군데인 것이 예시되었다. 상기 자성유체는 사각 플레이트의 중심부 뿐만 아니라, 외면을 감싸게 흘르고, 특히, 모서리부에 집속되게 흘러 감싼다.
언급된 상기 탄성 부재의 최대 변위 지점(A)은 상기 탄성 부재(520)의 수평부위와 탄성 전개부 사이에 가장 큰 진동이 전달되어서, 가장 큰 변위가 발생된다.
아울러, 도 3, 도 4, 도 6에 구비된 플레이트들(332,432,560)도 다각 형상으로 영구 자석(M) 저면에 부착된다면, 플레이트의 각각의 모서리부는 탄성 부재의 최대 변위 지점과 수직 방향으로 일치되게 정렬되게 구성될 수 있음은 물론이다.
또한, 도 5, 도 6에 구비된 플레이트들(532,560)은 외부 형상이 각을 형성하고 있는 형상 이외에 원형 또는 일면 이상이 원형이고, 직선부를 구비한 타원형 형상 등으로 자유롭게 설계가 가능하며, 내경부 또한 원형 또는 다각형 등 제품 특성에 맞춰 자유롭게 형상 설계가 가능하다.
도 1은 종래의 선형 진동 액츄에이터의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는 종래의 다른 선형 진동 액츄에이터의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 선형 진동 액츄에이터의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 선형 진동 액츄에이터의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시 예에 따른 선형 진동 액츄에이터의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제4실시 예에 따른 선형 진동 액츄에이터의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 선형 진동 액츄에이터의 플레이트와 탄성 부재의 최대변위지점 간의 정렬 상태를 나타내는 저면도이다.
도 8은 선형 진동 액츄에이터에서 통상적으로 사용하는 자성 유체의 온도별 점도변화를 나타내는 그래프이다.

Claims (20)

  1. 선형 진동 액츄에이터에 있어서,
    코일을 포함하는 고정자;
    영구자석과, 상기 영구자석이 실장되어 자로를 가이드하는 요크와, 상기 영구자석 저면에 부착되는 플레이트를 포함하며, 상기 고정자와 대향하는 진동자;
    상기 진동자를 지지하는 탄성 부재; 및
    상기 요크 하단에 구비되어 상기 요크와 상기 코일 간의 충돌을 방지하는 수평 충돌 방지부로 구성되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 액츄에이터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수평 충돌 방지부는
    상기 요크 하단을 따라서 다수 개의 간격진 점 도포나 링 형상의 구리스 재질, 또는 실리콘 재질로 구비되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 액츄에이터.
  3. 제2항에 있어서, 상기 수평 충돌 방지부는
    상기 요크 하단 내면쪽에 구비되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 액츄에이터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 플레이트 하면과 대향하는 고정자 브라켓 사이에 수직 충돌 방지부를 더 구비함을 특징으로 하는 선형 진동 액츄에이터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 수직 충돌 방지부는
    실리콘 또는 발포성분의 고분자로 이루어져 일면 부착식으로 구비되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 액츄에이터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 플레이트는
    상기 영구자석과 직경이 같거나 크거나, 작은 원형 또는 타원형 또는 다각형으로 구성되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 액츄에이터.
  7. 선형 진동 액츄에이터에 있어서,
    코일을 포함하는 고정자;
    영구자석과, 상기 영구자석이 실장되어 자로를 가이드하는 요크와, 상기 영구자석 저면에 부착되는 플레이트를 포함하며, 상기 고정자와 대향하는 진동자;
    상기 진동자를 지지하는 탄성 부재 및
    상기 코일 상단에 구비되어 상기 요크와 상기 코일 간의 충돌을 방지하는 수평 충돌 방지부로 구성되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 액츄에이터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 수평 충돌 방지부는
    상기 코일 상단을 따라서 다수 개의 간격진 점 도포나, 링 형상의 구리스 재질, 또는 실리콘 재질로 구비되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 액츄에이터.
  9. 제7항에 있어서, 상기 수평 충돌 방지부는
    상기 코일 상단 내주면쪽에 구비되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 액츄에이터.
  10. 제7항에 있어서, 상기 수평 충돌 방지부는
    상기 코일 상단 외주면쪽에 구비되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 액츄에이터.
  11. 제7항에 있어서, 상기 플레이트 하면과 대향하는 고정자의 브라켓 사이에 수직 충돌 방지부를 더 구비함을 특징으로 하는 선형 진동 액츄에이터.
  12. 제11항에 있어서, 상기 수직 충돌 방지부는
    실리콘 또는 발포성분의 고분자로 이루어져 일면 부착식으로 구비되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 액츄에이터.
  13. 제7항에 있어서, 상기 플레이트는
    상기 영구자석과 직경이 같거나 크거나, 작은 원형 또는 타원형 또는 다각형으로 구성되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 액츄에이터.
  14. 선형 진동 액츄에이터에 있어서,
    코일을 포함하는 고정자;
    영구자석과, 상기 영구자석이 실장되어 자로를 가이드하는 요크와, 상기 영구자석 저면에 부착되는 플레이트를 포함하며, 상기 고정자와 대향하는 진동자;
    상기 진동자를 지지하는 탄성 부재;
    상기 플레이트에 구비되어 상기 고정자와의 충돌을 방지하는 자성유체 수직 충돌 방지부; 및
    상기 요크 하단에 구비되어 상기 요크와 코일 간의 충돌을 방지하는 수평 충돌 방지부로 구성되고, 상기 플레이트는
    그의 모서리부가 상기 탄성 부재의 최대변위 지점에 일치되게 수직정렬상태로 배치되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 액츄에이터.
  15. 제14항에 있어서, 상기 플레이트는
    다각형으로 이루어짐을 특징으로 하는 선형 진동 액츄에이터.
  16. 삭제
  17. 제15항에 있어서, 상기 플레이트는
    내경을 가지는 개방부 또는 다각 형상의 개방부가 구비되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 액츄에이터.
  18. 삭제
  19. 제14항에 있어서, 상기 자성 유체는
    상기 플레이트의 저면, 외주면과 상기 영구자석의 하단까지 도포되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 액츄에이터.
  20. 제14항에 있어서, 상기 수평 충돌 방지부는
    상기 요크 하단 내면을 따라서 다수 개의 간격진 점 도포나, 링 형상의 구리스 재질 또는 실리콘 재질로 구비되어짐을 특징으로 하는 선형 진동 액츄에이터.
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