KR101095568B1 - 저소음 선형 진동기의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기 등에서의 착신기능 유형 중 하나인 진동기능을 발생시키는 장치에 관한 것이다. 일반적으로 상기 장치는 외부로부터 공급되는 전원을 코일이 배치된 운동부에 전달하는 방법으로, 미끄럼 접촉을 이용하는 방법을 많이 사용하고 있다. 하지만, 이러한 미끄럼 접촉 방법은 기구적인 마찰로 인하여 접촉부의 마모가 발생하게 되고, 이로 인해 장수명 진동장치 구현이 어려운 단점이 있다. 이에 본 발명은 외부로부터 공급되는 전원을 운동부의 코일에 전달하는 방법에 관한 발명으로써, 일반적으로 사용되고 있는 미끄럼 접촉을 이용하는 것이 아니라, 외부 전원공급부에서 최종 코일에 이르는 각 부품을 마모가 되지 않으면서 전기적으로 연결되도록 구성하여, 오랫동안 운동부가 움직이더라도 항상 균일하고 안정된 전원공급이 이루어지도록 하였다. 특히 오랫동안 운동부가 움직이더라도 소음을 줄이고 마찰 손실을 줄여 원활한 왕복운동을 할 수 있도록 마찰 부분에 마찰 부재를 두되 돌기와 홈 구조를 사용하여 오일이나 그리스를 도포시 장시간 보존될 수 있는 구조를 가지고 장수명과 소음에 유리한 구조롤 고안되었다.

선형 진동기, 바이브레이터, 이동통신 단말기, 진동발생장치, 소음

Description

저소음 선형 진동기의 구조 {structure of Low Noise Linear vibrator}

본 발명은 이동통신 단말기또는 게임기 등에서 소음을 감소시키는 장치에 관한 것으로, 안정되고 원활한 왕복운동을 위해서 기구적인 마찰 부분에 마찰 부재를 두는 저소음 선형진동기에 관한 것이다.

휴대폰이나 게임기 등에 기본적으로 진동 발생장치를 장착하고 있으며 가능하면 작으면서 진동이 크고 장수명을 가진 제품이 요구되고 있다.

도 1은 종래의 진동 발생 장치인 회전형 진동모터 단면도이며, 운동부에 구성된 코일(14)에 외부전원을 공급하는 종래의 방법은 다음과 같다.

먼저 케이스 브라켓(16)에 고정되어 있는 리드선(15)을 통해 진동기에 전원이 공급된다. 상기 리드선(15)은 FPCB(11)에 납땜 등에 의해 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 FPCB(11)는 전기가 연결될 수 있도록 도 3과 같이 패턴이 형성되어 있다. 상기 FPCB(11)의 일부에는 브러쉬 타입 전원연결부(12)가 전기적으로 연결되어 있다. 한편 운동부에는 코일(14)이 위치해 있고, 상기 코일(14)은 회로기판(13)과 전 기적으로 연결되어 있다. 그리고, 상기 회로기판은 상기 브러쉬 타입 전원연결부(12)가 전기적으로 미끄럼 접촉을 할 수 있도록 정류자 패턴이 형성되어 있다.

이렇게 구성된 종래의 기술은 외부전원이 상기 리드선(15)을 통해 진동기에 공급되면, 상기 FPCB(11)와 브러쉬 타입 전원연결부(13)를 통해 운동부에 배치된 상기 회로기판(13)에 전달된다. 그리고, 운동부의 회로기판에 전달된 전원은 회로기판에 전기적으로 연결된 상기 코일(14)로 전달되게 된다.

외부에서 전원이 인가되면 전자계 힘에 의해 운동부 및 회로기판이 회전하면서 진동이 발생되며 브러쉬와 회로기판은 마찰 운동을 하면서 전기적으로 연결된다.

도 2는 브러시에 전원를 연결할 수 있도록 고안된 FPCB(11)의 사례이다.

도 3은 회전자의 회로기판(13) 사례이며 회전자가 회전시 적절히 정류작용을 하면서 코일에 적절히 전월을 공급할 수 있도록 정류자가 몇개의 조각으로 나누어서 배치되어 있는 것을 알 수 있다.

종래의 회전형 진동모터는 상기에서 기술한 것처럼, 지지축에 회전자가 지지되어 회전하고 브러시와 회전자의 정류자 면이 닿아 마찰 운동을 하고 있어서 샤프트와 베어링 간의 소음이나 정류자 면과 브러시가 마찰하면서 나는 소음이 발생한다.

본 발명은 지지축이나 베어링 또는 브러시 등이 없이 운동부가 외곽의 케이스에 직접 맞닿아 마찰하면서 왕복하는 구조로 왕복 운동시 큰 소음이 발생할 수 있다.

이 소음은 제품의 조립 구조상 운동부와 케이스 간의 공차가 제품마다 달라서 소음도 다양하게 발생 될 수 있다. 본 고안은 이런 소음을 줄이고 장수명이 가능한 제품을 고안하였다.

본 발명은 종래 진동기의 단점을 해결하기 위해 다음과 같은 수단을 이용하였다.

본 발명은 선형 진동기로서 운동부가 왕복 운동을 한다. 특히 지지축이나 베어링 또는 브러시 등이 없이 운동부가 외곽의 케이스에 직접 맞닿아 마찰하면서 왕복하는 구조로 소음이 발생되기 쉬운 구조이다. 이에 본 고안은 운동부의 일부와 맞닿는 케이스의 일부에 마찰 부재를 두어 소음을 줄이고 마찰 손실을 최소화하며 동작시 장수명이 가능하도록 고안되었다. 특히 소음 부재에 돌기나 홈을 두어 그리스나 오일이 오랫동안 보존될 수 있도록 형상을 고안함으로써 종래의 진동기의 단점을 해결하였다.

본 고안은 휴대폰 및 게임기 등에 사용되는 선형 진동기로서 소음을 줄이는 것이 상품화의 중요한 요소이다. 특히 휴대폰의 경우 매너 모드 등에서 소음이 없이 진동만으로 동작 상태를 알려주는 것이 매우 중요하다. 본 고안은 선형 진동기로서 케이스 내에 스프링과 연결되어 장착되어 있는 운동부가 있고 운동부의 일부와 맞닿는 케이스의 일부에 마찰 부재를 두어 소음을 줄이고 마찰 손실을 최소화하며 동 작시 장수명이 가능하도록 고안되었다. 특히 소음 부재에 돌기나 홈을 두어 그리스나 오일이 오랫동안 보존될 수 있도록 형상을 고안함으로써 장시간 동작 중에도 마찰 손실을 최소화하고 장수명 동작이 가능하도록 고안되었다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 선형 진동기를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 선형 진동기의 실시 예1의 단면도이다.

본 발명에 따른 선형 진동기는 내부에 소정의 공간을 가지는 케이스(120)가 구성되어 있고, 상기 케이스(120)의 중앙부에 일정한 공간을 가지고, 서로 마주보고 배치된 영구자석(150)이 고정되어 있다.

그리고, 상기 케이스와 영구자석(150)과 서로 간섭이 없도록 운동부(130)가 배치되어 있는 데, 상기 운동부(130)는 먼저 상기 영구자석(150)과 전자기적인 힘이 작용하도록 서로 마주보고 배치된 영구자석 사이에 코일(140)이 배치되며, 상기의 영구자석(150)과 코일(140)의 전자기적인 힘에 의해 운동하는 질량체(131)가 배치된다. 그리고, 상기 케이스(120)에는 외부로부터 전원이 공급되는 회로기판(180)이 구성되어 있으며, 상기 케이스와 운동부 사이에 적어도 하나 이상의 스프링(132)이 배치된다.

이러한 구성을 가지는 선형진동기에 있어서, 상기 질량체(131)의 일부에 상기 코 일이 전기적으로 연결하기 위해 코일(140) 끝단의 일부를 질량체(131)위에 두고 납땜 , 도전성 본드 또는 열 융착하여 전기적으로 연결하면서도 기계적으로 강한 부착력을 갖도록 하였다. 그리고, 상기 스프링(132)의 일측을 질량체(131)에 연결하고 상기 스프링(132)의 일측에 형성된 돌기(220)를 이용하여 상기 스프링(132)과 상기 질량체(131)을 납땜 또는 도전성 본드 또는 열 융착 또는 용접하여 전기적으로 연결하면서도 기계적으로 강한 부착력을 갖도록 하였다.

특히 본 고안은 코일(140)과 외부전원과의 사이에 별도의 전원 연결장치를 갖지않고 도전체 스프링(132)을 사용함으로써 전기적으로 항상 연결되면서 스프링의 기계적 특성을 활용하여 진동량을 극대화하는 효과를 가질 수 있다.

또한 본 고안은 운동부(130)가 별도의 지지축이 없이 운동부(130)의 일부인 질량체(131)의 일부분과 케이스(120)가 맞닿아 상호 마찰 운동을 하는 구조로 되어있다. 특히 왕복 운동시 운동부(130)의 일부와 케이스(120)가 미끄럼 마찰을 하면서 소음을 발생시킨다. 본 고안은 소음과 마찰 손실을 줄이고 원활한 왕복을 하기 위해 케이스와 운동부(130) 사이에 마찰 부재(200)를 설치하였다. 특히 마찰 부재(200)로 양면테이프가 붙어있는 테프론이나 폴리 에틸렌 계통의 합성수지를 사용하면 윤활성이 좋고 소음이 줄어들어 원하는 성능을 낼 수 있다. 또한 운동부(130)의 일부에 합성수지 계통의 코팅을 하거나 도장을 하여 사용하면 소음을 줄일 수 있고 높은 생산성을 얻을 수 있다.

도 5는 본 발명의 마찰 부재(200)의 실시 예이다. 도 5에 도시된 것처럼, 운동부(130)의 일부와 맞닿고 있는 마찰 부재(200)의 일부에 구멍(230)을 두어 마찰 부재(200)에 도포되는 그리스나 오일 등이 구멍(200)에 담겨있다가 운동부(130)가 왕복 운동시 지속적으로 마찰 부재(200) 표면에 오일 또는 그리스를 공급할 수 있도록 고안되었다. 이런 구멍(230) 등이 없이 평면으로 이루어져 있다면 오일이나 그리스가 왕복 운동하는 운동부(130)에 의해 비산됨으로써 장시간 동작시 윤활유의 부족으로 마찰력이 늘어나고 소음이 발생하기 쉽다.

도 6 및 도 7은 마찰 부재(200)구조의 또 다른 실시 예이다. 마찰 부재(200) 표면 일부에 홈(240)과 돌기를 두어 홈 부분에 그리스나 오일을 담아 두었다가 운동부(130)가 왕복 운동시 그리스나 오일을 공급하도록 고안되었다.

도 8은 본 고안의 또 다른 실시 예로 운동부(130)의 일부인 질량체(131)의 일부에 수지 또는 금속 등의 윤활성과 내마모성이 좋은 재질로 코팅 또는 도장 등을 실시하여 마찰 부재(200)와 미끄럼 마찰을 하는 구조로 소음과 내마모성이 우수하고 장수명에 유리하다.

도 1은 종래의 회전형 진동모터의 단면도.

도 2은 종래의 회전형 진동모터의 리드선 연결부 실시예

도 3은 종래의 회전형 진동모터의 회전자 구조의 실시 예.

도 4는 본 발명의 실시 예 구조

도 5, 도 6, 도 7은 마찰 부재의 실시 예

도 8은 운동부의 일부에 코팅을 한 구조의 실시 예

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

11 : 종래의 FPCB

12 : 브러쉬 타입 전원연결부

13 : 종래의 회로기판

14 : 종래의 코일

15 : 리드선

16 : 종래의 케이스 브라켓

120 : 케이스

130 : 운동부 131 : 질량체

132 : 스프링 140 : 코일

150 : 마그네트(영구자석) 160 : 평판 중량체

170 : 코일 연결부 180 : 회로기판

200 : 마찰부재 210 :댐퍼

220 : 돌기 230 : 홀(구멍)

240 : 홈 250 : 코팅재

Claims (8)

1. 내부에 소정의 공간을 가지는 케이스;

   상기 케이스의 상부 및 하부에 마주보고 배치된 한 쌍의 영구자석;

   상기 한 쌍의 영구자석 사이에 구비되어 상기 영구자석과 전자기적인 힘이 작용하도록 배치된 코일;

   상기 영구자석과 코일의 전자기적인 힘에 의해 운동하는 질량체로 구성된 운동부; 및

   상기 운동부와 상기 케이스 사이에 배치된 마찰 부재

   를 포함하되,

   상기 운동부는 상기 마찰부재와 미끄럼 마찰을 하며 왕복운동하는 것

   을 특징으로 하는 선형 진동기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 마찰 부재는 상기 운동부와 마찰되는 표면의 일부에 윤활유를 공급하는 윤활유 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 윤활유 공급부는 구멍 또는 홈의 형태인 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 마찰 부재는 불소 수지, 폴리 에틸렌 또는 폴리 프로필렌 계통의 수지를 사용하여 절연성과 내마모성을 갖는 부재인 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 마찰 부재는 양면테이프를 사용하여 케이스 또는 운동부에 접착한 구조인 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 마찰 부재는 상기 케이스 또는 상기 운동부에 인서트 사출, 코킹 또는 접착제로 고정된 구조인 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 마찰 부재는 니켈 또는 아연의 금속성 도금, 도장 또는 코팅을 한 구조인 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 마찰 부재는 상기 운동부와 마찰되는 표면의 일부에 윤활유를 공급하는 윤활유 공급부를 포함하되 상기 윤활유 공급부는 돌기 형상인 것을 특징으로 하는 선형 진동기.

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