KR101062956B1 - 진동 발생 장치 - Google Patents

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KR101062956B1
KR101062956B1 KR1020100033247A KR20100033247A KR101062956B1 KR 101062956 B1 KR101062956 B1 KR 101062956B1 KR 1020100033247 A KR1020100033247 A KR 1020100033247A KR 20100033247 A KR20100033247 A KR 20100033247A KR 101062956 B1 KR101062956 B1 KR 101062956B1
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이종배
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Abstract

본 발명은 진동 발생 장치에 관한 것으로, 내부에 수용공간을 가지는 케이스와 상기 케이스의 수용공간에 수용되는 전류가 흐르는 코일을 비롯하여, 자석 및 요크를 가지며, 코일과의 상호작용으로 자기장의 영향을 받아 진동하도록 코일의 상방에 배치되는 진동체 및 이러한 진동체의 상방 및 하방에 배치되어 진동체를 탄성지지하는 탄성부재를 포함하는 기술을 제공한다.
본 발명에 의하면, 진동체의 상방과 하방에 각각 탄성부재를 배치함으로써, 진동체의 하중 및 상하로 진동하는 진동력을 분배함으로써 제품의 내구성 및 신뢰도를 향상시키는 것이 가능하고, 진동체의 상방과 하방에 배치되는 각각의 탄성부재 중 어느 하나는 편진동을 방지하기 위한 역할로 이용하는 것이 가능한 효과가 있다.

Description

진동 발생 장치{VIBRATION GENERATING DEVICE}
본 발명은 진동 발생 장치에 관한 것이다.
일반적으로 통신기기에서 착신을 알리기 위한 방법으로 벨소리를 이용한다거나 기기에 떨림을 주어 진동하게 하는 방법이 이용되고 있다. 이 중에서 진동을 이용한 방법은 벨소리를 통해 타인에게 피해를 입히지 않고자 하는 경우에 주로 사용되고 있으며, 이를 위해 기기 내부에 구성된 소형의 진동 발생 장치를 구동시켜 구동력이 기기의 케이스로 전달되도록 한다.
현재 휴대폰과 같은 통신기기에 적용되고 있는 진동 발생 장치는 전자기적 힘의 발생 원리를 이용하여 전기적인 에너지를 기계적 진동으로 변환시키는 부품으로써, 휴대폰에 탑재되어 무음 상태의 착신알림용으로 이용된다.
이러한 진동 발생 장치는 최근 휴대폰 시장이 급속도로 팽창되며, 여러 가지 기능이 휴대폰에 부가되는 추세에 따라 휴대폰 부품의 소형화 및 고품질화가 요구되고 있으며, 기존 제품의 문제점을 해소하고, 더욱 향상된 품질에 대한 필요성이 대두되고 있는 실정이다.
한편, 도1에 도시된 바와 같이, 일반적인 진동 발생 장치(10)는 수용공간을 가지는 케이스(11)와, 하부면에 장착되는 하부플레이트(16), 하부플레이트(16)에 수직으로 착자된 자석(17)과, 상기의 하부플레이트(16), 자석(17)과 더불어 자기회로를 형성하도록 자석(17)이 장착되는 요크(18)와, 상기 요크(18)에 장착되는 웨이트(19)를 포함하는 진동체를 상하진동시키도록 상기 케이스(11)와 요크(18) 사이에 장착되는 탄성부재(15) 및 상기 케이스(11)의 하부를 밀폐하는 브라켓의 상부면에 구비되는 진동발생용 코일(14) 등으로 구성된다.
이러한 진동 발생 장치(10)는 케이스(11)의 내부면과 진동체인 요크(18)의 외부면 사이를 탄성부재(15)로 고정시켜 진동체의 진동을 케이스(11)로 전달하는데, 케이스(11)의 내부면과 요크(18)의 외부면 사이에 일정 공간이 형성되어 진동체의 상하진동시에 좌우로 흔들리게 되는 편진동을 수반하게 된다.
이에 대한민국 등록특허공보 제10-0593917호(수직진동자)에서는 케이스의 내부면과 진동체의 외부면 사이에 형성되는 공간에 케이스와 진동체 간의 접촉에 의한 충격을 흡수하는 댐핑부재를 구성하는 기술을 제공하고 있다.
하지만, 상기에서 언급된 기술에서는 탄성부재와 진동체가 고정됨에 있어서 요크에서 용접 등이 이루어지게 되며, 탄성부재가 요크의 외부면에 고정됨에 있어서, 용접 등이 이루어지는 지점이 대체로 요크에서도 그 중심점에 해당된다.
따라서, 탄성부재와 진동체가 용접되는 지점이 요크의 내측 중심부의 한 점에 위치하기 때문에 그로 인해 편진동의 발생을 줄이기는 어려운 문제가 있으며, 댐핑부재 등의 이용은 충격흡수부재의 역할만을 수행할 뿐 진동체 자체의 상하진동을 안정된 상태로 하기 위한 근본적인 해결책이 되기는 곤란한 문제가 있다.
또한, 탄성부재가 케이스의 상부에 부착되기 때문에 탄성부재로 가해지는 진동체의 하중 부담이 크고, 상하로 진동하는 진동력이 탄성부재에 집중되기 때문에 탄성부재의 불량으로 이어질 수 있어 제품의 내구성 및 신뢰도를 저하시키는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 진동 발생 장치에서 진동체의 상하진동 시에 발생하는 편진동을 줄일 수 있는 기술을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로 진동 발생 장치는 내부에 수용공간을 가지는 케이스; 상기 케이스의 수용공간에 수용되고, 외부에서 공급되는 전류가 흐르는 코일; 상기 케이스의 수용공간에 수용되고, 자석 및 상기 자석을 감싸는 요크를 가지며, 상기 코일과의 상호작용에 의해 자기장의 영향을 받아 진동하도록 상기 코일의 상방에 배치되는 진동체; 상기 케이스의 수용공간에 수용되고, 상기 진동체의 상방에 배치되어 상기 진동체를 탄성지지하는 제1탄성부재; 및 상기 케이스의 수용공간에 수용되고, 상기 진동체의 하방에 배치되어 상기 진동체를 탄성지지하는 제2탄성부재; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제1탄성부재는 판스프링이며, 상기 판스프링의 외측 테두리는 상기 케이스로부터 분리되어 유동되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 판스프링이 상기 진동체의 요크와 맞닿는 내측 면(面)은 상기 진동체의 요크에 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1탄성부재는 판스프링이며, 상기 판스프링이 상기 진동체의 요크와 맞닿는 내측 면(面)은 상기 진동체로부터 분리되어 유동되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 판스프링의 외측 테두리는 상기 케이스에 고정되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 제2탄성부재는 상기 코일이 관통할 수 있도록 중앙부분이 뚫려 있는 판스프링인 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 판스프링의 내측 테두리는 상기 진동체의 요크에 고정되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 판스프링의 외측 테두리는 유동되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 판스프링의 내측 테두리와 상기 요크가 맞닿는 부분에 다수의 지점이 용접되어 고정되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 판스프링의 외측 테두리는 상기 케이스에 고정되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 판스프링의 외측 테두리에는 돌출된 고정돌기가 형성되며, 상기 케이스에는 상기 고정돌기에 대응되는 삽입부가 형성되고, 상기 삽입부에 상기 고정돌기가 삽입되어 상기 판스프링이 상기 케이스에 고정되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 진동체의 상방과 하방에 각각 탄성부재를 배치함으로써, 진동체의 하중 및 상하로 진동하는 진동력을 분배함으로써 제품의 내구성 및 신뢰도를 향상시키는 것이 가능한 효과가 있다.
둘째, 진동체의 상방과 하방에 배치되는 각각의 탄성부재 중 어느 하나는 편진동을 방지하기 위한 역할로 이용하는 것이 가능한 효과가 있다.
셋째, 진동체의 상방과 하방에 배치되는 각각의 탄성부재가 고정되도록 하는 것도 가능하지만, 경우에 따라 진동체의 상방과 하방에 배치되는 각각의 탄성부재 중 어느 하나를 고정시키지 않고 유동 가능하게 구성하는 것도 가능하여, 탄성부재의 유동성으로 인한 진동체의 진동 정도를 좀 더 강하게 할 수 있는 것이 가능한 효과가 있다.
넷째, 탄성부재와 요크가 고정되기 위한 고정되는 지점을 여러 곳이 두어, 여러 곳에서 고정시켜주기 때문에 편진동을 개선하는 것이 가능한 효과가 있다.
도1은 종래의 진동 발생 장치에 대한 단면을 도시한다.
도2는 본 발명의 실시예인 진동 발생 장치의 분해사시도이다.
도3은 본 발명의 실시예인 진동 발생 장치의 단면을 도시한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
본 발명의 실시예인 진동 발생 장치(100)는 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 하부케이스(110-a), 연성회로기판(120), 스톱퍼(130), 코일(140), 플레이트(160), 자석(170), 요크(180), 웨이트(190), 제2판스프링(150-b) 및 상부케이스(110-b) 등을 포함하여 구성된다.
하부케이스(110-a)는 상부케이스(110-b)와 결합하여 내부에 수용공간을 가지는 하나의 케이스(110)로 구성되며, 상부에 연성회로기판(120), 스톱퍼(130), 코일(140) 및 제1판스프링(150-a) 등이 부착 또는 고정되도록 구성된다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 제1판스프링(150-a)이 하부케이스(110-a)에 고정되어, 상하진동하는 자석(170), 요크(180) 및 웨이트(190) 등을 탄성지지하도록 구성된다.
연성회로기판(FPCB : Flexible Printed Circuit Board)(120)은 유연하게 구부러지는 동박(구리막)을 입힌 회로 기판의 원판으로, 코일(140)로 전류가 흐를 수 있도록 전원을 공급하는 역할을 한다.
스톱퍼(130)는 자석(170), 요크(180) 및 웨이트(190)의 상하진동이 미치는 범위가 일정범위를 벗어나는 경우를 방지하도록 구성되며, 자석(170)에 부착된 플레이트(160)가 상하진동에 의해 연성회로기판(120)으로 충격을 주지 않도록 구성된다. 또한, 필요 이상의 상하진동을 방지하여 판스프링(150)의 수명을 연장하는 것이 가능하다.
코일(140)은 연성회로기판(120)을 통해 공급된 전류가 흐르며, 일정 정도 이격되어 배치된 자석(170)과의 상호작용으로 자기장을 형성하도록 구성된다.
여기서, 코일(140)의 재질로는 동과 알루미늄 등이 사용되는 것이 바람직하며, 재질과 형태, 코일(140)의 구경(口徑) 및 절연 재질 등에 따라 상하진동을 최적의 상태로 구현할 수 있는 구성을 이용하는 것이 바람직할 것이다.
제1판스프링(150-a)은 도2에 도시된 바와 같이, 코일(140)과의 상호작용에 의해 상하로 진동하는 플레이트(160), 자석(170), 요크(180) 및 웨이트(190)의 하방에 배치되어 이들을 탄성지지하도록 구성된다.
여기서, 제1판스프링(150-a)은 코일(140)이 관통할 수 있도록 중앙부분이 뚫려 있는 형태로 구성되며, 내측 테두리(152-a)는 요크(180)에, 외측 테두리(154-a)는 하부케이스(110-a)에 고정되도록 구성된다. 그리고 제1판스프링(150-a)은 본딩 또는 용접 등의 방법으로 하부케이스(110-a)와 요크(180)에 용접되도록 하는 것이 가능하다.
즉, 자석(170)을 감싸기 위해 개방된 요크(180)의 주변을 따라 제1판스프링(150-a)의 내측 테두리(152-a)가 고정되기 때문에, 고정을 위해 용접되는 지점이 한 곳에 집중되지 않고, 요크(180)와 맞닿는 부분에 다수의 지점이 용접되는 것이 가능해 이를 통해 자석(170), 요크(180) 및 웨이트(190) 등의 상하 진동에 대한 안정성을 얻도록 구성되는 것이 가능하다.
또한, 제1판스프링(150-a)의 외측 테두리(154-a)는 케이스(110)에 고정되도록 구성되는데, 제1판스프링(150-a)의 외측 테두리(154-a)에 돌출된 고정돌기(P)가 형성되도록 하여, 하부케이스(110-a)에 형성된 삽입부(H)에 고정돌기(P)가 삽입되어 제1판스프링(150-a)이 하부케이스(110-a)에 고정되도록 구성하는 것이 가능하다.
한편, 아래에서 설명되는 플레이트(160), 자석(170), 요크(180) 및 웨이트(190)는 케이스(110)의 수용공간에 수용되고, 코일(140)과의 상호작용에 의해 자기장의 영향을 받아 진동하도록 코일(140)의 상방에 배치되도록 구성된다.
플레이트(160)는 요크(180)에 의해 감싸지지 않은 자석(170)의 개방된 면에 접착되며, 자석(170)의 형상에 대응되는 형상으로 구성되는 것이 바람직하다. 플레이트(160)는 자기장이 요크(180)에서 코일(140)을 통과한 다음에 플레이트(160) 내부를 지나 자석(170)의 아랫부분에서 윗부분을 통해 자기장이 순환할 수 있도록 구성된다.
한편, 플레이트(160)는 순철로 제작되는 것이 바람직하며, 코일(140)과 플레이트(160) 사이의 거리는 적당한 간격을 주도록 하고, 코일(140)과 플레이트(160) 사이의 간격 및 두께에 따라 상하 진동을 위한 자기장의 발생을 최적화하여 구현하는 것이 바람직하다.
자석(170)은 요크(180)의 내부에 배치되어 고정되며, 코일(140)과의 상호작용을 통해 자기장을 형성하는데, 이때 형성된 자기장이 플레이트(160)와 요크(180)에 의해 순환하여 코일(140)을 통과하도록 구성된다.
요크(180)는 자석(170)으로부터 형성된 자기장의 흐름을 제어하여 자기장의 세기가 최대가 되게 하며, 자기장이 원활하게 코일(140)을 통과하여 플레이트(160)로 이동하는 것이 가능하도록 구성된다.
이때, 요크(180)는 순철로 제작되는 것이 바람직하며, 순철의 순도가 높을수록 자기장이 찌그러짐이 없어 좋은 상하진동 상태를 구현해내는 것이 가능하다. 또한, 자기회로 측을 향하고 있는 요크(180)의 개방된 부분이 바깥쪽으로 절곡되는 형태를 갖도록 구성함으로써, 제1판스프링(150-a)이 고정되는 부위를 중심보다 바깥쪽으로 더 이동시킬 수 있어 편진동을 개선할 수 있는 구성으로 이용할 수 있다.
여기서, 제1판스프링(150-a)과 요크(180)의 고정에는 레이저 용접을 이용하는 것이 가능하며, 레이저 용접은 레이저 광선으로 금속을 녹여 붙이는 용접으로 제1판스프링(150-a)과 요크(180)가 맞닿는 다수의 지점을 용접하여 고정시키도록 구성된다.
즉, 요크(180)의 내측 중심에 있는 한 점을 용접하는 기존의 방법보다 안정적인 상하진동을 유도하기 때문에 편진동을 줄이는 것이 가능하도록 구성된다.
웨이트(190)는 요크(180)의 둘레를 감싸도록 부착되어 진동을 위한 적당한 무게를 주기 위해 구성되며, 철보다 무거운 비중을 갖는 것이 바람직한데, 텅스텐 등으로 구성되는 것이 바람직하며, 비자성체인 다른 구성이 이용되는 것도 가능하다.
따라서, 동일한 체적 내에서 웨이트(190)를 이용해 질량을 높일 수 있기 때문에 플레이트(160), 자석(170) 및 요크(180) 등의 질량과 관련된 공진주파수를 조절하여 진동량을 최대화시키는 것이 가능하도록 구성된다.
제2판스프링(150-b)은 도2에 도시된 바와 같이, 코일(140)과의 상호작용에 의해 상하로 진동하는 플레이트(160), 자석(170), 요크(180) 및 웨이트(190)의 상방에 배치되어 이들을 탄성지지하도록 구성된다.
여기서, 제2판스프링(150-b)의 내측 면(面)(152-b)이 자석(170)을 감싸고 있는 요크(180)와 고정되도록 구성되며, 외측 테두리(154-b)는 상부 케이스(110-b)의 일측에 고정되도록 구성된다. 이때, 제2판스프링(150-b)은 본딩 또는 용접 등의 방법으로 상부 케이스(110-b)와 요크(180)에 용접되도록 하는 것이 가능하다.
상부케이스(110-b)는 하부케이스(110-a)와 결합하여 내부에 수용된 부품을 보호하도록 구성된다. 이때, 상부케이스(110-b)는 자석(170), 요크(180) 및 웨이트(190)의 상하운동에 의해 접촉되지 않도록 충분한 공간을 가지도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상부케이스(110-b)는 제1판스프링(150-a)의 외측테두리(154-a)에 형성된 고정돌기(P)가 삽입될 수 있도록 삽입부(H)가 형성되도록 구성함으로써, 제조 공정 시에 제1판스프링(150-a)이 회전되는 것을 방지하여, 제1판스프링(150-a)의 회전으로 인한 불량 발생을 줄일 수 있도록 구성된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 진동 발생 장치(100)는 판스프링(150)을 비롯한 플레이트(160), 자석(170), 요크(180) 및 웨이트(190) 등의 구성이 모두 하부케이스(110-a)의 상부면에 마련되기 때문에 제품 생산을 위한 제조 공정에서 작업의 편리성을 도모할 수 있고, 상부케이스(110-b)가 부착되지 않은 상태에서 신뢰도 있는 불량 상태 확인이 가능하며, 작업 공정이 보다 간소화될 수 있도록 구성된다.
그리고 제1 및 제2판스프링(150-a, 150-b)으로 플레이트(160), 자석(170), 요크(180) 및 웨이트(190)의 하중과 진동력을 상하로 분리함으로써 내구성 및 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 구성된다.
이때, 제1 및 제2판스프링(150-a, 150-b) 중에서 어느 하나는 상하진동을 목적으로 하지 않고, 좌우로 진동하는 편진동을 잡아주기 위한 구성으로 이용하는 것이 가능하다.
또한, 제1 및 제2판스프링(150-a, 150-b)은 필요에 따라 케이스(110)와 요크(180)에 고정하지 않고도 구성될 수 있으며, 이는 플레이트(160), 자석(170), 요크(180) 및 웨이트(190)의 진동에 따른 탄성을 더욱 강하게 작용할 수 있도록 구성된다.
이에 대한 구성은 세 가지의 경우로 설명할 수 있는데, 첫 번째로, 제1판스프링(150-a)의 외측 테두리(154-a)와 하부케이스(110-a)가 고정되는 부위가 유동할 수 있게 고정되지 않는 구성이 가능하며, 두 번째로 제2판스프링(150-b)의 내측 면(152-b)과 자석(170)을 감싸는 요크(180)가 맞닿도록 고정된 부분이 유동할 수 있게 고정되지 않도록 구성 가능하고, 세 번째로 제2판스프링(150-b)의 외측 테두리(152-b)와 상부케이스(110-b)가 고정되는 부위가 유동할 수 있게 고정되지 않도록 구성될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
100 : 진동 발생 장치
110 : 케이스 120 : 연성회로기판
130 : 스톱퍼 140 : 코일
150-a : 제1판스프링
152-a : 내측 테두리 154-a : 외측 테두리
150-b : 제2판스프링
152-b : 내측 면 154-b : 외측 테두리
160 : 플레이트 170 : 자석
180 : 요크 190 : 웨이트

Claims (11)

  1. 내부에 수용공간을 가지는 케이스;
    상기 케이스의 수용공간에 수용되고, 외부에서 공급되는 전류가 흐르는 코일;
    상기 케이스의 수용공간에 수용되고, 자석 및 상기 자석을 감싸는 요크를 가지며, 상기 코일과의 상호작용에 의해 자기장의 영향을 받아 진동하도록 상기 코일의 상방에 배치되는 진동체;
    상기 케이스의 수용공간에 수용되고, 상기 진동체의 상방에 배치되어 상기 진동체를 탄성지지하는 제1탄성부재; 및
    상기 케이스의 수용공간에 수용되고, 상기 진동체의 하방에 배치되어 상기 진동체를 탄성지지하는 제2탄성부재; 를 포함하고,
    상기 제1탄성부재는 판스프링이며,
    상기 판스프링의 외측 테두리는 상기 케이스로부터 분리되어 유동되고, 상기 판스프링이 상기 진동체의 요크와 맞닿는 내측 면(面)은 상기 진동체의 요크에 고정되는 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1탄성부재는 판스프링이며,
    상기 판스프링이 상기 진동체의 요크와 맞닿는 내측 면(面)은 상기 진동체로부터 분리되어 유동되는 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 판스프링의 외측 테두리는 상기 케이스에 고정되는 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2탄성부재는 상기 코일이 관통할 수 있도록 중앙부분이 뚫려 있는 판스프링인 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 판스프링의 내측 테두리는 상기 진동체의 요크에 고정되는 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 판스프링의 외측 테두리는 유동되는 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 판스프링의 내측 테두리와 상기 요크가 맞닿는 부분에 다수의 지점이 용접되어 고정되는 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 판스프링의 외측 테두리는 상기 케이스에 고정되는 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 판스프링의 외측 테두리에는 돌출된 고정돌기가 형성되며,
    상기 케이스에는 상기 고정돌기에 대응되는 삽입부가 형성되고,
    상기 삽입부에 상기 고정돌기가 삽입되어 상기 판스프링이 상기 케이스에 고정되는 것을 특징으로 하는 진동 발생 장치.
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