KR101071419B1 - 진동모터 - Google Patents

Abstract

진동모터가 개시된다. 중공형의 코일부, 코일부에 삽입되어 있으며 진동방향으로 비대칭적 자기장을 형성하는 마그넷을 포함하는 진동부, 진동부를 탄성적으로 지지하는 탄성체를 포함하는 진동모터는, 전자기력의 비선형성을 발생시킴으로써 진동모터에서 공진이 일어나는 주파수 대역을 넓힐 수 있다.

진동모터, 비대칭성, 전자기력, 탄성력

Description

진동모터{Vibration Motor}

본 발명은 진동모터에 관한 것이다.

진동모터는 전자기적 힘의 발생원리를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 진동으로 변환하는 부품으로서, 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, 고품질화가 요구되고 있는 상황에서 진동모터 또한 기존제품의 단점을 개선하고 품질을 획기적으로 개선을 시키는 새로운 구조의 제품개발의 필요성이 대두되고 있다.

최근 몇 년간 LCD화면이 큰 휴대폰의 출시가 급증하면서, 터치스크린 방식이 채택됨에 따라 터치 시 진동을 발생시키는 용도로 채용이 증가되어 왔다. 터치스크린에서의 터치 시 진동에 있어서 특히 요구되는 성능은, 첫째 착신 시 진동발생에 비하여 사용횟수가 많아짐에 따라서 동작수명시간의 증가를 요구하게 되고, 둘째 화면을 터치하는 속도에 맞추어 진동의 응답속도도 빨라져야 사용자가 터치 시 진 동을 체감하는데 있어서 만족감을 높일 수 있다.

이러한 수명 및 응답성의 단점을 극복하여 현재 터치 스크린 폰의 진동기능 구현을 위하여 많이 사용되고 있는 것이 Linear진동모터이다. Linear진동모터는 모터의 회전원리를 이용한 것이 아니라, 진동모터 내부에 설치되는 스프링과 스프링에　매달린 mass를 이용하여 결정되는　공진주파수를 갖는 전자기력으로 가진되어 진동을 발생시키게 된다. Linear진동모터에서 전자기력은 운동부 mass에 위치한 magnet가 고정자에 위치한 coil의 일정한 주파수를 갖는 직류 또는 교류전류와 상호작용하여 발생한다.

그런데, 종래기술에 따른 진동모터는 공진이 발생하는 주파수대역이 좁아 공진을 발생시키기 어려운 문제가 있었다. 즉, Linear진동모터는 공진주파수(fn)와 입력 주파수의 차이가 발생하면 진동력이 약해지는 문제가 있다.

본 발명은 넓은 주파수 영역에서 진동을 크게 발생시킬 수 있는 진동모터를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 중공형의 코일부, 상기 코일부에 삽입되어 있으며 진동방향으로 비대칭적 자기장을 형성하는 마그넷을 포함하는 진동부, 상기 진동부를 탄성적으로 지지하는 탄성체를 포함하는 진동모터가 제공된다.

상기 마그넷은, 코어 및 상기 코어의 양단부에 결합되어 있으며 서로 다른 자력 크기를 가지는 한 쌍의 자력부재를 포함할 수 있다.

상기 마그넷은, 코어 및 상기 코어의 양단부에 결합되어 있으며 서로 다른 직경을 가지는 한 쌍의 자력부재를 포함할 수 있다.

상기 마그넷은, 코어 및 상기 코어의 양단부에 결합되어 있으며 서로 다른 길이를 가지는 한 쌍의 자력부재를 포함할 수 있다.

상기 마그넷의 코어는, 상기 코일부를 기준으로 편심되게 배치될 수 있다.

상기 진동부는 상기 마그넷에 결합된 중량부를 더 포함할 수 있다.

보빈이 형성된 베이스를 더 포함하고, 상기 코일부는 상기 보빈에 결합될 수 있다.

대향된 한 쌍의 지지부를 구비한 베이스를 더 포함하며, 상기 한 쌍의 지지부와 상기 진동부 사이에는 한 쌍의 상기 탄성체가 개재될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 중공형의 코일부, 상기 코일부에 삽입된 마그넷을 포함하는 진동부, 상기 진동부의 양단부를 각각 탄성적으로 지지하고 있으며, 서로 다른 탄성특성을 가지는 한 쌍의 탄성체를 포함하는 진동모터가 제공된다.

상기 한 쌍의 탄성체는, 서로 다른 탄성계수를 가질 수 있다.

상기 한 쌍의 탄성체는, 서로 다른 형상을 가질 수 있다.

상기 한 쌍의 탄성체는, 서로 다른 진동변위를 가질 수 있다.

상기 진동부를 수용하는 베이스를 더 포함하며, 상기 탄성체는, 상기 베이스 또는 상기 진동부에 결합된 프레임과, 상기 프레임의 내측으로부터 연장된 복수의 탄성부재를 포함하는 판스프링일 수 있다.

상기 진동부는 상기 마그넷에 결합된 중량부를 더 포함할 수 있다.

대향된 한 쌍의 지지부를 구비한 베이스를 더 포함하며, 상기 한 쌍의 탄성체는 상기 한 쌍의 지지부와 상기 진동부 사이에 개재될 수 있다.

보빈이 형성된 베이스를 더 포함하고, 상기 코일부는 상기 보빈에 결합될 수 있다.

본 발명에 따르면, 전자기력 또는 탄성의 비선형성을 발생시킴으로써, 진동모터에서 공진이 일어나는 주파수 대역을 넓힐 수 있다.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터를 나타낸 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터에서 진동부 조립상태를 나타낸 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터는 코일부(130), 마그넷(200)을 포함하 는 진동부 및 탄성체(400)를 포함한다. 또한, 진동모터는 베이스(100)를 추가로 포함할 수 있다. 그리고, 진동부는 중량부(500)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

베이스(100)에는 진동모터를 구성하고 있는 부품이 수용되며, 지지될 수 있는 공간이 그 내부에 마련된다. 본 실시예에서는 베이스(100)의 중앙에 보빈(110)이 형성되어 있으며, 베이스(100)의 양단에는 대향된 한 쌍의 지지부(102)가 형성되어 있다.

구체적으로, 보빈(110)은 코일부(130)를 지지할 수 있는 부분으로, 보빈(110)은 그 내부에 중공부(112)가 형성되는 실린더 형상을 가진다. 또한, 한 쌍의 지지부(102)는 베이스(100)의 양단에는 대향된 한 쌍의 격벽의 형태로 형성된다. 한편, 베이스(100)를 커버하는 케이스(600)는 진동모터의 외관을 이룬다.

코일부(130)는 가진에 필요한 전자기력을 발생시키는 부분으로, 코일이 권선되어 그 내부에 중공부를 가지는 실린더 형상을 이룬다. 이에 따라, 보빈(110)이 코일의 중공부에 삽입됨으로써, 코일부(130)는 베이스(102)에 설치된다.

기판(120)은 코일부(130)에 전기적 연결을 제공하는 부분이다. 기판(120)의 일면에는 회로패턴이 형성되어 있다. 기판(120)은 베이스(100) 상에 설치되며, 그 중앙에 형성되는 개구부를 통해 보빈(110)이 베이스(100)의 상측으로 노출된다.

진동부는 베이스(100)에서 왕복운동하는 부분으로, 코일부(130)의 전자기력 에 의해 가진된다. 본 실시예의 진동부는 마그넷(200) 및 중량부(500)을 포함한다.

마그넷(200)은 코일부(130)의 전자기력에 의해 힘을 받는 부분으로, 본 실시예의 마그넷(200)은 진동방향으로 비대칭적 자기장을 형성하는 것을 특징으로 한다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터의 마그넷을 나타낸 도면이다.

본 실시예의 마그넷(200)은 길이방향으로 연장되는 원통형 형상을 가지며, 마그넷(200)은 보빈(110)의 중공부에 삽입된다. 따라서, 마그넷(200)은 보빈(110)의 중공부에 수평 방향으로 이동 가능하게 삽입된다.

특히, 본 실시예의 마그넷(200)은 진동방향으로 비대칭적인 자기장을 형성한다. 즉, 길이방향을 기준으로, 마그넷(200)의 양 측에 다른 형태 또는 다른 크기의 자기장이 형성된다.

이를 위해, 도 3에 나타난 바와 같이, 마그넷(200)은 자성체인 코어(210) 및 코어(210)의 양단부에 동일한 극이 마주하도록 결합된 한 쌍의 자력부재(220, 230)로 이루어지며, 한 쌍의 자력부재(220, 230)는 서로 다른 자력 크기를 가지도록 형성된다.

또한, 도 4에 나타난 바와 같이, 마그넷(200)은, 코어(210) 및 코어(210)의 양단부에 결합되어 있으며 서로 다른 직경을 가지는 한 쌍의 자력부재(240, 250)로 이루어질 수 있다.

또한, 도 5에 나타난 바와 같이, 마그넷(200)은, 코어(210) 및 코어(210)의 양단부에 결합되어 있으며 서로 다른 길이를 가지는 한 쌍의 자력부재(260, 270)로 이루어질 수 있다. 즉, 마그넷(200)의 코어(210)가 코일부(130)를 기준으로 편심되게 배치될 수 있다.

도 3 내지 도 5에 나타난 바와 같이, 마그넷(200)의 진동방향으로 비대칭적인 자기장이 형성됨으로써, 마그넷(200)의 이동방향에 따라 마그넷(200)이 코일부(130)로 받는 전자기력이 달라지게 된다. 이에 따라, 진동모터의 가진력이 비선형 특성을 가지게 되어, 공진이 발생되는 주파수 대역이 넓어지는 효과가 있다.

도 6은 종래기술에 따른 진동모터의 주파수대역(Band width)을 나타낸 그래프이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터의 주파수대역(Band width)을 나타낸 그래프이다.

도 6 및 도 7에 나타난 바와 같이, 가진력인 전자기력의 비선형 특성은 진동모터의 공진이 발생되는 주파수 대역을 넓히는 효과가 있다.

한편, 도 2에 나타난 바와 같이, 요크부(300)는 마그넷(200)의 자속의 누설을 방지하고, 자속을 집속 시킨다. 구체적으로, 요크부(300)는 커버요크(310)와 백요크(320)를 포함한다. 커버요크(310)는 전체적으로 마그넷(200)을 둘러싸는 직육면체의 형태를 가진다. 백요크(320)는 마그넷(200)의 양단 및 커버요크(310)의 양단에 결합된다.

중량부(500)는 전체적으로 요크부(300)를 둘러싸는 직육면체의 형태를 가진다. 중량부(500)는 마그넷(200) 및 요크부(300)의 외측에 설치되어, 마그넷(200)과 함께 반복적인 수평운동을 통해 진동을 강하게 유발시킬 수 있다.

탄성체(400)는 진동부가 공진할 수 있도록, 진동부를 탄성지지하는 부분이다. 이를 위해, 베이스와 진동부 사이에 개재되어 있다.

도 3에 나타난 바와 같이, 본 실시예에 따른 탄성체(400)는 판스프링으로서, 진동부의 양단부와 베이스(100)의 지지부(102) 사이에 각각 개재된다. 또한, 탄성체(400)는 베이스(100) 또는 진동부의 돌기부(325)가 삽입되는 관통홀이 형성된 프레임과, 프레임의 내측으로부터 연장된 탄성부재를 구비한 판스프링이다. 이에 따라, 관통홀에 돌기부가 삽입되도록 판스프링을 배치하여, 판스프링을 정위치에 조립할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동모터를 설명한다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동모터를 나타낸 평면도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 진동모터는 베이스(100)와 진동부의 양단부에 사이에 각각 개재된 한 쌍의 탄성체(410, 420)가 서로 다른 탄성특성을 가진다는 점에 상술한 실시예와 차이가 있다. 여기서, 마그넷(200)은 상술한 실시예와 같이 비대칭적으로 형성되거나, 종래기술에 따른 마그넷과 같이 대칭적으로 형성될 수도 있다. 이하에서는 상술한 실시예 또는 종래기술과 동일한 부분의 설명은 생략하고, 한 쌍의 탄성체(410, 420)를 중심으로 설명한다.

탄성체(410, 420)는 진동부가 공진할 수 있도록, 진동부를 탄성지지하는 부 분이다. 이를 위해, 베이스(100)와 진동부 사이에 각각 개재되어 있다. 특히, 본 실시예의 진동모터는 서로 다른 탄성특성을 가지는 한 쌍의 탄성체(410, 420)를 포함한다.

이를 위해, 한 쌍의 탄성체(410, 420)는 서로 다른 탄성계수를 가질 수 있다. 구체적으로, 각각의 탄성체가 다른 탄성계수를 가지는 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 한 쌍의 탄성체(410, 420)는 서로 다른 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 동일한 변위로 변형될 때에도, 한 쌍의 탄성체는 서로 다른 탄성력을 가지게 될 수 있다.

또한, 한 쌍의 탄성체(410, 420)는 서로 다른 진동변위를 가질 수 있다. 초기변위를 다르게 설정하거나 최대변위를 다르게 설정함으로써, 동일한 탄성체를 이용하더라도 다른 서로 다른 탄성특성을 얻을 수 있다.

이에 따라, 진동부의 양측에 비대칭적인 탄성력이 형성됨으로써, 진동부의 이동방향에 따라 진동부가 탄성체(410, 420)로 받는 탄성력이 달라지게 된다. 이에 따라, 탄성력이 비선형 특성을 가지게 되어, 공진이 발생되는 주파수 대역이 넓어지는 효과가 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터를 나타낸 분해사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터에서 진동부 조립상태를 나타낸 사시도.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터의 마그넷을 나타낸 도면.

도 6은 종래기술에 따른 진동모터의 주파수대역(Band width)을 나타낸 그래프.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동모터의 주파수대역(Band width)을 나타낸 그래프.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동모터를 나타낸 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 베이스

102: 지지부

105, 325: 돌기부

110: 보빈

120: 기판

130: 코일부

200: 마그넷

300: 요크부

400: 탄성체

500: 중량부

600: 케이스

Claims (16)

1. 중공형의 코일부;

   상기 코일부에 삽입되어 있으며 진동방향으로 비대칭적 자기장을 형성하는 마그넷을 포함하는 진동부; 및

   상기 진동부를 탄성적으로 지지하는 탄성체를 포함하고,

   상기 마그넷은, 상기 진동방향으로 배치되며 서로 다른 자기장을 형성하는 한 쌍의 자력부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동모터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 마그넷은, 코어 및 상기 코어의 양단부에 결합되어 있으며 서로 다른 자력 크기를 가지는 한 쌍의 자력부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동모터.
3. 제1항에 있어서,

   상기 마그넷은, 코어 및 상기 코어의 양단부에 결합되어 있으며 서로 다른 직경을 가지는 한 쌍의 자력부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동모터.
4. 제1항에 있어서,

   상기 마그넷은, 코어 및 상기 코어의 양단부에 결합되어 있으며 서로 다른 길이를 가지는 한 쌍의 자력부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동모터.
5. 제1항에 있어서,

   상기 마그넷은, 상기 한 쌍의 자력부재 사이에 개재된 코어를 더 포함하고,

   상기 코어는, 상기 코일부를 기준으로 편심되게 배치된 것을 특징으로 하는 진동모터.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 진동부는 상기 마그넷에 결합된 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동모터.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   보빈이 형성된 베이스를 더 포함하고,

   상기 코일부는 상기 보빈에 결합된 것을 특징으로 하는 진동모터.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   대향된 한 쌍의 지지부를 구비한 베이스를 더 포함하며,

   상기 한 쌍의 지지부와 상기 진동부 사이에는 한 쌍의 상기 탄성체가 개재된 것을 특징으로 하는 진동모터.
9. 중공형의 코일부;

   상기 코일부에 삽입된 마그넷을 포함하는 진동부; 및

   상기 진동부의 양단부를 각각 탄성적으로 지지하고 있으며, 서로 다른 탄성특성을 가지는 한 쌍의 탄성체를 포함하는 진동모터.
10. 제9항에 있어서,

    상기 한 쌍의 탄성체는, 서로 다른 탄성계수를 가지는 것을 특징으로 하는 진동모터.
11. 제9항에 있어서,

    상기 한 쌍의 탄성체는, 서로 다른 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 진동모터.
12. 제9항에 있어서,

    상기 한 쌍의 탄성체는, 서로 다른 진동변위를 가지는 것을 특징으로 하는 진동모터.
13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 진동부를 수용하는 베이스를 더 포함하며,

    상기 탄성체는,

    상기 베이스 또는 상기 진동부에 결합된 프레임과,

    상기 프레임의 내측으로부터 연장된 복수의 탄성부재를 포함하는 판스프링인 것을 특징으로 하는 진동모터.
14. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 진동부는 상기 마그넷에 결합된 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동모터.
15. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    대향된 한 쌍의 지지부를 구비한 베이스를 더 포함하며,

    상기 한 쌍의 탄성체는 상기 한 쌍의 지지부와 상기 진동부 사이에 개재된 것을 특징으로 하는 진동모터.
16. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

    보빈이 형성된 베이스를 더 포함하고,

    상기 코일부는 상기 보빈에 결합된 것을 특징으로 하는 진동모터.

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