KR101092626B1 - 선형 진동모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진동자를 이용한 선형 진동모터에 관한 것으로, 더 상세하게는 진동모터 내의 스프링 모듈이 외부로부터 가해지는 충격, 특히 측면에서 가해지는 충격에도 변형됨을 최소화할 뿐만 아니라 잔 진동 또한 신속하게 상쇄(相殺)될 수 있도록 하기 위하여,
케이스의 내부에 고정되는 운동부인 스프링 모듈의 밑면에 마그넷과 질량체가 구비된 요크가 결합되고, 상기 케이스의 밑면에는 베이스 어셈블리가 결합되는 선형 진동모터에 있어서, 상기 스프링 모듈은 고정부재에 요크가 밑면으로 결합되는 스프링체의 테두리가 인서트 성형되고, 상기 고정부재가 케이스의 내부에 고정되는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터에 관한 것이다.

Description

선형 진동모터{Linear vibrating motor}

본 발명은 진동자를 이용한 선형 진동모터에 관한 것으로, 더 상세하게는 진동모터 내의 스프링 모듈이 외부로부터 가해지는 충격, 특히 측면에서 가해지는 충격에도 변형됨을 최소화할 뿐만 아니라 잔 진동 또한 신속하게 상쇄(相殺)될 수 있도록 한 선형 진동모터에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 단말기 등과 같은 통신기기에는 진동기능을 구비하게 되고, 이러한 진동 기능은 멜로디나 벨, 음성 등과 같은 발성 기능과 함께 착신이나 버튼 조작, 터치스크린일 경우 접촉 등의 동작시 진동을 발생하여 해당 기능을 사용자로 하여금 인식할 수 있게 작용하는 기능을 말한다.

이러한 진동 기능을 가질 수 있도록 하기 위해서는 소형의 진동 모터를 구동시켜 그 구동력이 기기의 케이스로 전달되도록 하여 기기가 진동을 할 수 있도록 하는 것이 통상적이다.

통신기기, 특히 휴대폰 등과 같은 이동통신 단말기에 적용되는 진동모터는 모터의 형상에 따라 얇은 두께를 가지는 코인 타입(coin type)과, 긴 형태의 바 타입(bar type) 및 평면형의 선형 타입(linear type)으로 나누어진다.

상기한 코인 타입이나 바타입은 브러시, 정류자, 베어링, 진동자, 마그넷 등을 구비하고, 회전 운동을 통해 진동을 발생하는 방식으로서, 회전시 브러시, 정류자 및 베어링의 마모가 발생하는 문제점이 초래되었다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 기존에 제한된 것이 수직 운동을 이용한 평면형의 선형 진동모터이며, 대한민국특허청 특허공개공보 제10-2005-83528호(2005.08.26, 발명의 명칭 : 공진 주파수를 이용한 선형진동모터), 특허공개공보 제10-2005-121945호(2005.12.28, 발명의 명칭 : 판 스프링을 구비하는 선형 진동모터 및 상기 판 스프링의 공진 주파수 보정방법), 특허공개공보 제10-2005-121946호호(2005.12.28, 발명의 명칭 : 판 스프링 일체형 케이스를 구비하는 선현 진동 액추에이터), 특허공개공보 제10-2005-122101호(2005.12.28, 발명의 명칭 : 수직 진동자), 특허공개공보 제10-2005-122340호(2005.12.29, 발명의 명칭 : 진동특성을 향상시킨 선형 진동자), 특허공개공보 제10-2005-122341호(2005.12.29, 발명의 명칭 : 선형진동자), 특허공개공보 제10-2005-123358호(2005.12.29, 발명의 명칭 : 질량을 이용한 공진 주파수 보정방법 및 그 수직 진동자), 특허공개공보 제10-2006-467호(2006.01.06, 발명의 명칭 : 표면 실장이 가능한 성형 진동자), 특허등록공보 제10-541112호(2005.12.28, 발명의 명칭 : 분동 내장형 수직 진동자), 특허등록공보 제10-541113호(2005.12.28, 발명의 명칭 : 패턴코일형 수직 진동자), 특허등록공보 제10-763341호(2007.09.27, 발명의 명칭 : 판 스프링), 특허등록공보 제10-735299호(2007.06.27, 발명의 명칭 : 수직 진동자) 등에 선형 진동모터가 개시된 바 있다.

이렇게, 기존에 개시된 선형 진동모터의 특징은 탄성 부재를 이용한 것으로서, 이를 첨부된 도면 도 6을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 통상적인 종래의 선형 진동모터(100)는, 마그넷에 의한 자기력과 코일 어셈블리에서 발생한 소정 주파수의 전자기력의 상호작용으로 운동부가 상하로 공진을 일으켜 진동하는 것으로서, 크게 운동부(110)와 베이스 어셈블리(120) 및 상기 운동부가 수용되고 베이스 어셈블리가 결합되는 케이스(130)로 구성된다.

상기 운동부(110)는 케이스(130)의 내부 상면에 접착제나 용접 등을 통하여 테두리가 고정되고 중앙이 하부로 함몰되게 형성되는 스프링 모듈(111)의 밑면으로 마그넷(112)과 소정크기의 질량을 갖는 질량체(114)가 구비된 요크(116)가 결합되게 구성되고, 이때 상기 질량체(114)는 철보다 무거운 비중을 갖는 것이 바람직하며, 이는 동일한 체적 내에 운동부의 질량을 높임으로써 진동체의 질량에 관계하는 공진 주파수를 조절하여 진동량을 최대화시키기 위함이다.

상기 베이스 어셈블리(120)는 케이스(130)의 밑면에 결합되는 베이스(122)의 상면으로 입력단자와 연결되는 연성 인쇄회로(124)가 구비되고, 상기 연성 인쇄회로 상에는 외부기판과 연결 가능한 단자가 형성되어 소정 주파수의 전자기력을 발생시키는 코일 어셈블리(126)가 구비되어 상기 운동부의 하부에 위치한다.

그러나, 종래 선형 진동모터에 구비되는 운동부의 스프링 모듈의 경우 테두리는 케이스의 내부 상면에 고정되고 밑면으로 마그넷과 질량체가 구비된 요크가 결합되는 중앙 부분은 하부로 함몰된 형태, 즉 역 삼각이나 마름모꼴 형태로 처지게 형성됨에 따라 외부로부터 가해지는 충격에 의해 요크가 결합되어 함몰된 중앙 부분이 충격에 따른 변형되는 문제점이 발생하였다.

다시 말해서, 마그넷과 질량체가 구비된 요크가 결합되어 있는 스프링 모듈의 중앙 부분이 하부로 처져 있는 관계로, 외부 충격에 대하여 쉽게 변형됨은 물론 특히, 측면의 작은 충격에는 변형됨이 더욱더 크게 이루어지는 문제점이 발생하였으며 그로 인해 진동이 제대로 이루어지지 않는 원인을 제공하였다.

또한, 스프링 모듈의 중앙 부분이 처진 함몰된 형태로서 진동 후에는 일정 시간 동안에 잔 진동이 지속적으로 이루어지는 문제점도 초래되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하고자 창안한 것으로, 그 주된 목적은, 진동모터 내의 스프링 모듈이 외부로부터 가해지는 충격, 특히 측면에서 가해지는 충격에도 변형됨을 최소화함은 물론 스프링 모듈의 스프링체가 변형되지 않는 구조로 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 잔 진동 또한 신속하게 상쇄(相殺)될 수 있도록 하면서 스프링 모듈의 진동이 안정적으로 이루어질 수 있도록 한 선형 진동모터를 제공하는 데 있다.

삭제

삭제

본 발명의 또 다른 목적은, 스프링 모듈의 고정부재와 스프링체 간의 결합 고정이 보다 긴밀하고 견고하게 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 충격에 대한 케이스로부터 스프링 모듈이 분리되는 것을 최소화할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 진동시 운동부와 베이스 어셈블리와의 충격 또한 저감되도록 하는 데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 케이스의 내부에 고정되는 운동부인 스프링 모듈의 밑면에 마그넷과 질량체가 구비된 요크가 결합되고, 상기 케이스의 밑면에는 베이스 어셈블리가 결합되는 선형 진동모터에 있어서, 상기 스프링 모듈은, 고정부재에 요크가 밑면으로 결합되는 스프링체의 테두리가 인서트 성형되고, 상기 고정부재가 케이스의 내부에 고정되되, 상기 스프링체는 중앙에 요크가 결합되는 결합부와, 상기 고정부재에 인서트 되는 인서트부와, 상기 결합부에서 나선 형태로 인서트부와 연결되는 연결부로 구성되며, 상기 고정부재에는 스프링체가 안정적으로 진동이 이루어질 수 있도록 테두리 측에서 내측으로 서로 대응되는 부분에 돌출 지지부가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 스프링체는 결합부와 인서트부 및 연결부가 수평선상의 평판 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.

삭제

상기 고정부재의 돌출 지지부가 형성된 스프링체의 인서트부에는 성형되는 고정부재가 상,하로 연결되도록 관통된 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 케이스의 내측면에는 고정부재의 밑면을 지지 고정하기 위한 하나 이상의 고정돌기가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 베이스 어셈블리의 연성 인쇄회로 또는 베이스 상에는 진동에 따른 마그넷과 접촉시 충격을 흡수하기 위한 흡수부재가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 진동모터 내의 스프링 모듈이 외부로부터 가해지는 충격, 특히 측면에서 가해지는 충격에도 변형됨을 최소화할 뿐만 아니라 잔 진동 또한 신속하게 상쇄될 수 있도록 함은 물론 고정부재에 형성되는 돌출 지지부에 의하여 스프링 모듈의 진동이 안정적으로 이루어질 수 있도록 함으로써, 충격에 대한 신뢰성을 향상시켜 오랜 사용기간 확보와 함께 오작동 없이 정확한 진동이 용이하게 이루어질 수 있는 효과와 함께 진동에 따른 오작동을 최소화할 수 있는 효과를 가지는 것이다.

또한, 충격에 대한 스프링 모듈의 스프링체가 수평선상의 평면 형태로 형성되어 충격에도 변형되지 않는 구조로 이루어짐으로써, 스프링체의 탄성계수 변동을 극소화하여 진동이 보다 효율적으로 이루어질 수 있는 효과도 갖는 것이다.

삭제

또한, 스프링 모듈의 고정부재와 스프링체 간의 결합 고정이 보다 긴밀하고 견고하게 이루어질 수 있도록 함으로서, 고정부재로부터 스프링체가 이탈이나 분리됨을 원천적으로 방지할 수 있는 효과도 갖는 것이다.

또한, 케이스에 형성되는 돌출 지지부에 의하여 충격에 대한 케이스로부터 스프링 모듈이 분리되는 것을 최소화할 수 있도록 함으로써, 충격에 대한 보다 높은 대응력을 가질 수 있는 효과도 갖는 것이다.

또한, 진동시 운동부와 베이스 어셈블리와의 충격 또한 저감되도록 함으로써, 진동에 따른 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과도 갖는 것이다.

도 1은 본 발명을 개략적으로 나타낸 요부 분해 사시도.
도 2는 도 1에 따른 결합된 상태의 요부 단면도.
도 3은 본 발명의 스프링 모듈을 개략적으로 나타낸 요부 사시도.
도 4는 도 3에 따른 개략적인 요부 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 개략적으로 나타낸 요부 단면도.
도 6은 종래 선형 진동모터의 일실시 예를 개략적으로 나타낸 요부 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참고하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 개략적으로 나타낸 요부 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 결합된 상태의 요부 단면도이며, 도 3은 본 발명의 스프링 모듈을 개략적으로 나타낸 요부 사시도이고, 도 4는 도 3에 따른 개략적인 요부 단면도이다.

도시된 바와 같이 이동통신 단말기 등과 같은 통신기기에는 착신이나 버튼 조작, 터치스크린일 경우 접촉 등의 동작시 케이스(130)의 내부에 고정되는 운동부(110)인 스프링 모듈(111)의 밑면에 마그넷(112)과 질량체(114)가 구비된 요크(116)가 결합되고, 상기 케이스(130)의 밑면에는 베이스(122)와, 연성 인쇄회로(124) 및 이 연성 인쇄회로 상에 구비되는 코일 어셈블리(126)로 구성되는 베이스 어셈블리(120)가 결합되어 상기 마그넷에 의한 자기력과 코일 어셈블리에서 발생한 소정 주파수의 전자기력의 상호작용으로 운동부가 상하로 공진을 일으켜 진동을 발생하여 해당 기능을 사용자로 하여금 인식할 수 있도록 구비되는 통상의 선형 진동모터(100)에 있어서,

본 발명은, 진동모터 내의 스프링 모듈이 외부로부터 가해지는 충격, 특히 측면에서 가해지는 충격에도 변형됨을 최소화할 뿐만 아니라 잔 진동 또한 신속하게 상쇄(相殺)될 수 있도록 하기 위하여,

상기 스프링 모듈(111)은 통상적인 합성수지로 성형되는 고정부재(10)에 요크(116)가 밑면으로 통상적인 접착제나 용접 등에 의해 결합되는 합성수지 또는 금속으로 제작되는 스프링체(20)의 테두리가 공지의 사출공법에 의해 인서트 성형되고, 상기 고정부재(10)가 케이스(130)의 내부에 통상적인 접착제 등에 의해 고정되는 것을 나타낸 것이다.

상기에서, 고정부재는 합성수지로서 케이스와 접착제로 접착시에도 보다 용이하게 접착되어 질 수 있을 뿐만 아니라 경우에 따라서는 고정부재의 상면을 용융시켜 접착제 없이도 고정부재 자체를 케이스에 직접 접착시켜도 무방하다.

그에 따라 외부로부터 가해지는 충격에 의해서도 스프링 모듈이 분리되는 것을 최소화할 수 있는 것이다.

한편, 상기 스프링체(20)는 중앙에 요크(116)가 결합되는 평면 형태의 결합부(22)와, 상기 고정부재(10)에 인서트 되는 테두리 형태의 인서트부(24)와, 상기 결합부(22)에서 나선 형태로 인서트부(24)와 연결되는 연결부(23)로 구성되도록 함으로써, 스프링체 자체를 일체로 형성된 판 형태로 형성하는 것이 아니라 결합부와 인서트부를 띠 형태의 연결부에 의해 연결되는 구조로 형성시켜 전자기력에 민감하게 반응하여 신속하게 진동이 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 스프링체(20)는 결합부(22)와 인서트부(24) 및 연결부(23)가 동일선상인 수평선상의 평판 형태로 형성되도록 함으로써, 외부로부터 가해지는 충격에 의해서도 변형됨을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 특히 측면에서 가해지는 충격에도 구조적인 특성상 수평선상의 평판으로 형성되는 스프링체가 변형됨을 방지할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 스프링체는 수평선상의 평판 형태로 형성됨에 따라 진동 후에 발생하는 잔 진동 또한 구조적인 특징으로 인해, 종래와 같이 요크가 결합되는 중앙 부분이 하부로 처진 형태가 아니라 단시간 내에서 신속하게 상쇄될 수 있는 것이다.

아울러, 상기 고정부재(10)에는 스프링체(20)가 안정적으로 진동이 이루어질 수 있도록 테두리 측에서 내측으로 서로 대응되는 부분에 돌출 지지부(12)가 더 형성되도록 함으로써, 즉 스프링체의 테두리가 인서트 성형된 부분에서도 서로 대응되는 위치에 각각의 돌출 지지부를 형성함에 따라 진동시 상기 돌출 지지부에 의해 안정적인 지지가 이루어져 진동이 보다 안정적으로 이루어질 수 있는 것이다.

또한, 상기 고정부재(10)의 돌출 지지부(12)가 형성된 스프링체(20)의 인서트부(24)에는 성형되는 고정부재가 상,하로 연결되도록 관통된 관통홀(24a)이 형성되도록 함으로써, 스프링체의 인서트부가 고정부재로 사출 성형시 고정부재의 성형물이 상기 관통홀을 통하여 서로 연결되게 성형됨에 따라 고정부재에 인서트 성형되는 스프링체가 분리되지 않도록 더욱더 긴밀하고 견고하게 고정이 이루어질 수 있는 것이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 개략적으로 나타낸 요부 단면도이다.

도시된 바와 같이 상기한 구성에서, 케이스에 고정되는 스프링 모듈이 보다 큰 고정력으로 고정이 이루어질 수 있도록 함과 아울러 요크에 결합되어 있는 마크넷이 진동에 따른 베이스 어셈블리와 접촉시 접촉에 따른 충격 흡수가 용이하게 이루어질 수 있도록 하기 위하여,

상기 케이스(130)의 내측면에는 고정부재(10)의 밑면을 지지 고정하기 위한 하나 이상의 고정돌기(30)가 형성되는 것을 나타낸 것이다.

다시 말해서, 상기 고정돌기는 케이스가 금속일 경우에는 통상의 프레스 작업 등을 통하여 언더 컷(undercut) 형태로 형성하여도 무방하고 압착이나 펀칭에 의해 형성시켜도 무방하며, 상기 케이스가 합성수지일 경우에는 케이스를 성형시에 일체로 형성하여도 무방하고 별도의 돌기를 부착시켜 형성하여도 무방하다.

그에 따라 고정부재의 상면을 케이스의 내부 밑면에 접착제나 용접 등에 의해 고정함과 동시에 상기 고정돌기를 형성함에 따라 보다 큰 고정력을 가질 수 있는 뿐만 아니라 필요에 따라서는 고정부재를 케이스의 상면에 고정하지 않고 상기 고정돌기에 의해서만 고정하여도 무방하다.

이로써, 상기 스프링 모듈은 외부 충격에 대하여 고정돌기로 인한 보다 큰 고정력에 의해 분리나 이탈됨을 극소할 수 있는 조건을 가지게 되는 것이다.

그리고, 상기 베이스 어셈블리(120)의 연성 인쇄회로(124) 또는 베이스(122) 상에는 진동에 따른 마그넷(112)과 접촉시 충격을 흡수하기 위한 흡수부재(40)가 더 형성되도록 함으로써, 진동시 마그넷이 베이스 어셈블리에 형성된 연성 인쇄회로 또는 베이스와 접촉에 따른 충격을 완화시켜 베이스 어셈블리가 케이스와 이격됨을 방지할 뿐만 아니라 충격에 따른 연성 인쇄회로의 손상을 방지할 수 있는 것이다.

10 : 고정부재 12 : 돌출 지지부
20 : 스프링체 22 : 결합부
23 : 연결부 24 : 인서트부
24a : 관통홀 30 : 고정돌기
40 : 흡수부재
100 : 선형 진동모터 110 : 운동부
111 : 스프링 모듈 112 : 마그넷
114 : 질량체 116 : 요크
120 : 베이스 어셈블리 122 : 베이스
124 : 연성 인쇄회로 126 : 코일 어셈블리
130 : 케이스

Claims (7)

1. 삭제
2. 케이스의 내부에 고정되는 운동부인 스프링 모듈의 밑면에 마그넷과 질량체가 구비된 요크가 결합되고, 상기 케이스의 밑면에는 베이스 어셈블리가 결합되는 선형 진동모터에 있어서,
   상기 스프링 모듈(111)은,
   고정부재(10)에 요크가 밑면으로 결합되는 스프링체(20)의 테두리가 인서트 성형되고, 상기 고정부재가 케이스의 내부에 고정되되,
   상기 스프링체(20)는 중앙에 요크가 결합되는 결합부(22)와, 상기 고정부재에 인서트 되는 인서트부(24)와, 상기 결합부에서 나선 형태로 인서트부와 연결되는 연결부(23)로 구성되며,
   상기 고정부재(10)에는 스프링체가 안정적으로 진동이 이루어질 수 있도록 테두리 측에서 내측으로 서로 대응되는 부분에 돌출 지지부(12)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
3. 제2항에 있어서, 상기 스프링체(20)는 결합부(22)와 인서트부(24) 및 연결부(23)가 수평선상의 평판 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
4. 삭제
5. 제2항에 있어서, 상기 고정부재(10)의 돌출 지지부(12)가 형성된 스프링체(20)의 인서트부(24)에는 성형되는 고정부재가 상,하로 연결되도록 관통된 관통홀(24a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
6. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 케이스(130)의 내측면에는 고정부재(10)의 밑면을 지지 고정하기 위한 하나 이상의 고정돌기(30)가 형성되는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
7. 삭제

Images