KR101061576B1 - 마그넷 케이싱을 구비한 선형 진동모터 - Google Patents

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Abstract

마그넷 케이싱을 구비한 선형 진동모터가 게시된다. 같은 자극이 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 자석을 구비한 마그넷 조립체와, 중공부에 마그넷 조립체를 수용하는 마그넷 케이싱과, 케이싱이 삽입되는 보빈부가 형성된 베이스와, 보빈부에 결합되는 코일과, 케이싱의 양단부에 결합되는 중량체와, 베이스 및 중량체의 양단부 사이에 각각 개재되는 한 쌍의 탄성체를 포함하는 마그넷 케이싱을 구비한 선형 진동모터를 제공함으로써, 마그넷 케이싱 및 그것을 구비한 선형 진동모터가 진동이나 충격에 의해 손상되지 않고 작동수명시간이 연장된다.
마그넷, 진동모터

Description

마그넷 케이싱을 구비한 선형 진동모터{LINEAR TYPE VIBRATION MOTOR HAVE MAGNET CASING}
본 발명은 마그넷 케이싱을 구비한 선형 진동모터에 관한 것이다.
진동모터는 전자기적 힘의 발생원리를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 진동으로 변환하는 부품으로, 휴대전화에 탑재되어 무음 착신 알림 용으로 사용되고 있다. 휴대전화 시장이 급속도로 팽창되고 있고, 이와 더불어 여러 가지 기능이 휴대폰에 부가되는 추세에 따라, 휴대폰 부품의 소형화 및 고품질화가 요구되고 있다. 따라서, 진동모터 또한 기존제품의 단점을 개선하고 품질을 획기적으로 개선을 시킬 수 있는 새로운 구조의 제품개발의 필요성이 대두되고 있다.
근래에 대형 액정화면이 구비된 휴대폰의 출시가 급증하면서 터치스크린 방식이 채택됨에 따라, 사용감을 향상시키기 위하여 사용자가 휴대폰의 입력부를 터치했을 때 휴대폰 본체 또는 화면에 진동을 발생시키는 방식이 사용되고 있다. 이러한 진동을 발생시키는 수단으로 진동모터가 사용되고 있다.
이러한 터치스크린 방식에서의 진동에 있어서 특히 요구되는 성능은, 착신 시 진동발생에 비하여 사용횟수가 많아짐에 따라 진동모터의 동작수명시간의 증가 가 요구되고, 사용자의 만족감을 높이기 위하여 화면을 터치하는 속도에 맞추어 진동모터의 빠른 응답속도가 요구된다.
기존의 진동모터는 질량이 비대칭으로 분포된 회전자(rotator)를 회전시킴으로써 기계적 진동을 얻는 방식을 사용하고 있는데, 브러시(brush)와 정류자(commutator)의 정류작용을 이용하여 회전자 코일에 전류를 공급하는 방법을 통하여 회전자에 회전력을 발생시키는 원리를 이용한다.
이러한 브러시 및 정류자를 이용한 진동모터는 회전자가 작동되는 동안 브러시가 정류자의 세그먼트(segment)들 사이를 이동할 때 기계적인 마찰과 전기적인 스파크(spark)를 유발하므로, 마모가 발생되거나 탄화물과 같은 이물질이 생성되어 진동모터의 동작수명시간이 단축되는 문제가 있다.　또한, 진동모터에 전압을 인가하였을 때 회전관성에 의하여 목표 진동량, 즉 사용자가 진동을 충분히 느낄 수 있는 상태에 도달하는데 소요되는 시간이 길어져서 응답속도가 느리다는 문제도 있다.
이러한 짧은 동작수명시간 및 느린 응답속도에 의한 문제를 해결하기 위하여 선형 진동모터가 개발되었다. 선형 진동모터는 모터의 회전원리를 이용한 것이 아니라, 내부에 설치되는 탄성체 및 탄성체에 의해 탄성 지지되는 중량체의 질량에 의해 결정되는 공진주파수를 갖는 전자기력으로 가진 되어 진동이 발생된다.
여기에서 전자기력은 코일에 공급되는 직류 또는 교류전류에 탄성체의 탄성계수 및 중량체의 질량을 고려하여 코일에 소정의 주파수를 갖는 직류 또는 교류전류를 가하여 선형 진동모터가 공진주파수에 해당하는 진동을 발생시키도록 한다.
그런데, 코일에 발생되는 전자기력에 의해 진동하는 자성체는, 코일과 쇄교(鎖交), 즉 코일을 수직방향으로 관통하는 자기력선의 양을 증가시키기 위하여 같은 자극이 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 자석을 구비한 마그넷 조립체를 사용한다. 이에 관하여는 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1에는 종래의 마그넷 조립체가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 마그넷 조립체(140)에는 코어(142), 제1마그넷(143) 및 제2마그넷(144)가 포함된다. 제1마그넷(143) 및 제2마그넷(144)은 코어(142)의 양측에 접착제 등에 의해 결합된다. 이때, 제1마그넷(143) 및 제2마그넷(144)의 극성은 코어(142)를 기준으로 서로 대칭되도록, 즉 같은 자극(magnetic pole)이 서로 마주보도록 배치된다.
여기서, 제1마그넷(143) 및 제2마그넷(144)은 도시된 바와 같이 N극이 마그넷 조립체(140)의 양단부에 위치되도록 배치될 수도 있고, 도시되지는 않았으나, S극이 양단부에 위치되도록 배치될 수도 있다.
마그넷 조립체(140)는 빈번하게 진동하게 되며, 사용자의 부주의 등으로 선형 진동모터가 내장된 휴대폰이 높은 곳에서 떨어지는 등 강한 충격이 가해지는 경우에는 마그넷 조립체(140)에 충격이 전달된다. 그런데, 마그넷 조립체(140)는 상술한 바와 같이 코어(142)에 제1마그넷(143) 및 제2마그넷(144)이 접착제 등에 의해 결합되어 있으므로, 상술한 바와 같은 진동이나 충격에 의해 서로 분리되어 선형 진동모터가 작동되지 않게 되는 문제가 발생된다.
본 발명은 진동 및 충격에 의해 손상되지 않고 작동수명시간이 긴 마그넷 케이싱을 구비한 선형 진동모터를 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 같은 자극이 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 자석을 구비한 마그넷 조립체와, 중공부에 마그넷 조립체를 수용하는 마그넷 케이싱과, 케이싱이 삽입되는 보빈부가 형성된 베이스와, 보빈부에 결합되는 코일과, 케이싱의 양단부에 결합되는 중량체와, 베이스 및 중량체의 양단부 사이에 각각 개재되는 한 쌍의 탄성체를 포함하는 마그넷 케이싱을 구비한 선형 진동모터가 제공된다.
여기서, 마그넷 조립체의 외주면 또는 중공부의 내주면에는 접착제가 도포될 수 있다.
그리고, 마그넷 케이싱의 양단부에는 적어도 하나의 고정돌기가 각각 형성되고, 고정돌기는 마그넷 케이싱의 중심축 방향으로 절곡되어 마그넷 조립체가 이탈되지 않도록 고정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 마그넷 조립체가 마그넷 케이싱 내에 삽입되어 고정되도록 함으로써, 마그넷 케이싱 및 그것을 구비한 선형 진동모터가 진동이나 충격에 의해 손상되지 않고 작동수명시간이 연장된다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2에는 선형 진동모터의 종단면도가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 선형 진동모터(100)에는 베이스(110), 기판(120), 코일(130), 마그넷 조립체(140), 요크(150), 중량체(160) 및 탄성체(180)가 포함된다.
베이스(110)에는 브라켓(111)이 구비되고, 브라켓(111)에는 중공부가 형성된 보빈부(bobbin部: 113)가 형성된다. 베이스(110) 내에는 기판(120)이 안착되며, 베이스(110)의 양측은 수직 상방향으로 연장된다.
보빈부(113)에는 코일(130)이 결합된다. 코일(130)은 중공 원통형상을 갖는데, 코일(130)의 중공부에 보빈부(113)가 삽입되는 형상으로 결합된다. 보빈부(113) 중심부에는 마그넷 조립체(140)가 삽입된다. 여기서, 마그넷 조립체(140)는 길이방향을 따라 이동 가능하게 보빈부(113)에 삽입된다.
이때, 도시되지는 않았으나, 기판(120)은 코일(130)로 전류를 인가시키도록 구성된다.
요크(150)는 마그넷 조립체(140)의 양단부에 결합된다. 따라서, 요크(150)는 마그넷 조립체(140)가 코일(130)에 대하여 상대적으로 이동하게 되면 함께 이동된다.
요크(150)는 마그넷 조립체(140)에 대하여 자기회로를 형성하여, 마그넷 조립체(140)의 자기력선이 코일(130)에 쇄교(鎖交)하는, 즉 코일(130)을 수직방향으로 관통하는 자기력선의 양이 증가되도록 한다. 따라서, 코일(130) 및 마그넷 조립체(140) 사이에 작용되는 전자기력을 최대화한다.
요크(150)에는 중량체(160)가 결합된다. 따라서, 요크(150)가 마그넷 조립체(140)에 의해 이동되면, 중량체(160) 또한 이동된다. 중량체(160)는 마그넷 조립체(140)가 코일(130)에 의해 길이방향으로 왕복운동 할 때에 진동을 증폭시켜 주는 역할을 한다. 즉, 중량체(160)의 질량이 클수록 선형 진동모터(100)의 진동이 커지므로, 중량체(160)의 소재로는 가급적 비중이 큰 물질을 사용한다.
베이스(120)의 양측에 수직 상방향으로 연장된 부분 및 중량체(160)의 양측 사이에는 탄성체(180)가 각각 개재된다. 이때, 탄성체(180)가 개재되는 방향은 마그넷 조립체(140)의 양단부 방향이다. 따라서, 중량체(160)가 일측으로 이동되면 탄성체(280) 중 하나는 압축되고 다른 하나는 신장된다.
여기서, 탄성체(180)의 탄성계수 및 중량체(160)의 질량을 이용하여 선형 진동모터(100)가 공진주파수로 진동되도록 하면 최대의 진동을 얻을 수 있게 된다. 즉, 코일(130)에 소정의 주파수를 갖는 직류 또는 교류전류를 인가하면 선형 진동모터(100)를 공진주파수로 진동시킬 수 있다.
그런데, 이러한 선형 진동모터(100)에는 지속적으로 진동이 가해지게 된다. 그리고, 사용자가 선형 진동모터(100)가 내장된 휴대폰을 사용하는 중 높은 곳에서 떨어뜨리는 등의 경우에는 마그넷 조립체(140)에도 충격이 가해진다. 이러한 충격이 마그넷 조립체(140)에 전달되는 경우에는 제1마그넷(143) 및 제2마그넷(144)이 코어(142)로부터 분리되어 선형 진동모터(100)가 작동되지 않게 된다.
도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷 케이싱의 사시도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷 케이싱(190)에는 본체(191) 및 본체(191)에 형성된 중공부(192)가 포함된다.
본체(191)는 마그넷 조립체(140)의 형상에 따라 다양한 형상으로 제작될 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷 케이싱(190)의 본체(191)는 도시된 바와 같이 중공원통형으로 제작된다.
중공부(192)의 내경은 마그넷 조립체(140)의 외경을 고려하여, 마그넷 조립체(140)가 본체(191)에 다소 억지끼워맞춤 되도록 한다. 즉, 마그넷 조립체(140)가 중공부(192)에 삽입된 후에는 본체(191) 외부로 이탈되지 않도록 한다.
참고로, 마그넷 조립체(140)의 외주면 또는 중공부(192)의 내주면에 접착제를 도포하여, 마그넷 조립체(140) 및 본체(191)가 견고하게 결합되도록 할 수 있다.
따라서, 마그넷 조립체(140)는 진동 및 충격이 가해지더라도 마그넷 케이싱(190)에 의해 견고하게 지지되므로, 코어(142), 제1마그넷(143) 및 제2마그넷(144)이 분리되지 않는다.
그러므로, 마그넷 케이싱(190)이 결합된 마그넷 조립체(140)을 선형 진동모터(도 1의 100)에 장착하면, 선형 진동모터(100)의 작동수명시간이 연장되며, 외부에서 가해지는 충격에 의해 마그넷 조립체(140)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
참고로, 마그넷 조립체(140) 주위에 형성되는 자속밀도가 낮아지는 경우, 코일(130)에 전류가 인가되었을 때 마그넷 조립체(140) 및 코일(130) 사이에 작용되는 전자기력이 약화될 수 있다. 그러므로, 마그넷 케이싱(190)의 소재로는 마그넷 조립체(140) 주위에 형성되는 자속밀도의 약화를 최소화하고, 마그넷 조립체(140) 주위에 형성되는 자기력선의 방향을 변경시키지 않는 것을 사용한다.
도 4에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그넷 케이싱의 사시도가 도시되어 있다. 도 5에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그넷 케이싱을 설명하기 위한 사시도가 도시되어 있다. 도 4 및 도 5를 함께 참조하여 설명한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그넷 케이싱(290)에는 본체(291), 본체(291)에 형성된 중공부(292) 및 본체(291)의 양단부에 각각 형성되는 복수의 고정돌기(293)가 포함된다.
본체(291)는 마그넷 조립체(140)의 형상에 따라 다양한 형상으로 제작될 수 있는데, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그넷 케이싱(290)의 본체(291)는 도시된 바와 같이 중공원통형으로 제작된다. 중공부(292)의 형상은 도 3을 참조하여 설명 한 중공부(192)와 같으므로, 중복되는 설명은 생략한다.
본체(291)의 양단부에는 복수의 고정돌기(293)가 형성된다. 고정돌기(293)는 마그넷 조립체(140)가 삽입된 후, 도 5에 도시된 바와 같이 본체(291)의 길이방향 중심축 방향으로 절곡되어, 마그넷 조립체(140)가 본체(291)로부터 이탈되지 않도록 고정한다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그넷 케이싱(290)은 마그넷 조립체(140)를 견고히 지지하므로, 선형 진동모터(100)의 작동수명시간이 연장되며, 외부에서 가해지는 충격에 의해 마그넷 조립체(140)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 도 3을 참조하여 설명했던 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷 케이싱(190)과 같이 접착제를 사용하지 않을 수 있다.
참고로, 고정돌기(293)는 본체(291)와 일체로 제작될 수도 있고 별도로 제작되어 본체(291)에 결합될 수도 있다. 그리고, 고정돌기(293)가 절곡된 후에는 다시 펴지지 않아야 하므로, 고정돌기(293)는 탄성이 낮은 소재로 제작되는 것이 좋다. 또한, 고정돌기(293)의 내측면에 접착제를 도포하여, 고정돌기(293)가 절곡되었을 때 마그넷 조립체(140)의 양측 단부에 접착되도록 할 수도 있다.
도시되지는 않았으나, 고정돌기(293)는 다양한 형상으로 제작될 수 있으며, 고정돌기(293)의 수는 필요에 따라 가감될 수 있다. 다만, 마그넷 조립체(140)가 코일(130)에 의하여 진동할 때에, 마그넷 조립체(140)와 함께 진동하는 케이싱(290)에 의해 편심이 발생되는 것을 방지하기 위해, 고정돌기(293)는 본체(291)의 길이방향 중심축에 대하여 대칭인 위치에 형성되어야 한다.
도 6에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그넷 케이싱의 사용예를 설명하기 위한 사시도가 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 제1마그넷(143) 및 제2마그넷(144)이 마그넷 케이싱(290)에 결합된다. 즉, 마그넷 케이싱(290)을 사용하는 경우, 도 1을 참조하여 설명하였던 마그넷 조립체(140)와 같이 제1마그넷(143) 및 제2마그넷(144)을 코어(142)에 접착시키지 않더라도, 제1마그넷(143) 및 제2마그넷(144)이 본체(291)에 의해 지지되므로, 선형 진동모터(100)가 정상적으로 작동될 수 있다.
이와 같이, 마그넷 케이싱(290)에 의해, 제1마그넷(143) 및 제2마그넷(144)을 코어(142)에 접착시키는 공정을 생략할 수 있으므로, 선형 진동모터(100)의 조립에 소요되는 시간 및 노력이 절감된다.
다만, 상술한 바와 같은 경우, 제1마그넷(143) 및 제2마그넷(144)을 본체(291) 내의 중공부(292)에 견고하게 고정시키기 위하여, 제1마그넷(143) 및 제2마그넷(144)이 중공부(292)에 다소 억지끼워맞춤 되도록 중공부(292)의 내경을 형성할 수 있다. 또는, 제1마그넷(143) 및 제2마그넷(144)의 외주면 또는 중공부(292)의 내주면에 접착제를 도포하여 제1마그넷(143) 및 제2마그넷(144)이 본체(291) 내의 일정한 위치에 고정되도록 할 수도 있다.
그리고, 제1마그넷(143) 및 제2마그넷(144)을 중공부(292)에 삽입한 후에 고정돌기(293)를 절곡하여, 제1마그넷(143) 및 제2마그넷(144)이 본체(291) 외부로 이탈되는 것을 방지할 수도 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷 케이싱을 구비한 선형 진동모 터에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
도 1은 종래의 마그넷 조립체의 측면도.
도 2는 선형 진동모터의 종단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷 케이싱의 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그넷 케이싱의 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그넷 케이싱을 설명하기 위한 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 마그넷 케이싱의 사용예를 설명하기 위한 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 선형 진동모터 110: 베이스
111: 브라켓 113: 보빈부
120: 기판 130: 코일
140: 마그넷 조립체 150: 요크
160: 중량체 180: 탄성체
190, 290: 마그넷 케이싱 191, 291: 본체
192, 292: 중공부 293: 고정돌기

Claims (3)

  1. 같은 자극이 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 자석을 구비한 마그넷 조립체;
    중공부에 상기 마그넷 조립체를 수용하는 마그넷 케이싱;
    상기 케이싱이 삽입되는 보빈부가 형성된 베이스;
    상기 보빈부에 결합되는 코일;
    상기 케이싱의 양단부에 결합되는 중량체; 및
    상기 베이스 및 상기 중량체의 양단부 사이에 각각 개재되는 한 쌍의 탄성체를 포함하고,
    상기 마그넷 케이싱의 양단부에는 적어도 하나의 고정돌기가 각각 형성되고, 상기 고정돌기는 상기 마그넷 케이싱의 중심축 방향으로 절곡되어 상기 마그넷 조립체가 이탈되지 않도록 고정하는 것을 특징으로 하는 마그넷 케이싱을 구비한 선형 진동모터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마그넷 조립체의 외주면 또는 상기 중공부의 내주면에 접착제가 도포되는 것을 특징으로 하는 마그넷 케이싱을 구비한 선형 진동모터.
KR1020090065921A 2009-07-20 2009-07-20 마그넷 케이싱을 구비한 선형 진동모터 KR101061576B1 (ko)

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