KR101130064B1

KR101130064B1 - 선형 진동모터

Info

Publication number: KR101130064B1
Application number: KR1020100075883A
Authority: KR
Inventors: 송청담
Original assignee: 주식회사 비에스이
Priority date: 2010-08-06
Filing date: 2010-08-06
Publication date: 2012-03-28
Also published as: WO2012018171A1; CN102377314A; CN202121479U; KR20120013718A; TW201214931A

Abstract

본 발명은 진동자의 상하 움직임에 의해 진동하는 선형 진동모터에 관한 것이다. 개시발명은, 일면이 개구된 통형상의 케이스; 상기 케이스 내에 수용되어 진동하는 진동자; 양면이 개구된 원통형으로서 상기 케이스 내에 실장되며 내부에 상기 진동자가 수용되는 스페이서; 상기 스페이서에 안착된 상태로 커링에 의해 상기 케이스의 개구된 단부와 결합되는 커버; 중앙부분이 돌출되는 입체형으로서, 가장자리는 상기 스페이서와 커버 사이에 삽입 지지되고 중앙부는 상기 진동자와 결합되어, 상기 진동자를 탄성 지지하는 서스펜션; 및 상기 커버의 저면에 위치되며 상기 진동자와 상호 작용하는 보이스코일이 실장된 기판을 포함한다. 이와 같은 본 발명에 따른 선형 진동모터에 의하면, 마그네트 및 질량체를 포함하는 진동자가 서스펜션의 탄성력에 의해 상하로 움직이면서 진동이 발생하도록 이루어짐으로써, 외부로부터 입력되는 신호의 순간 입력에 의한 반응속도가 빠르며, DC구동에 의한 전류 소비가 적어지고, 종래와 달리 마찰이 없기 때문에 스피커의 수명이 연장되는 효과가 있다.

Description

선형 진동모터{LINER MOTOR}

본 발명은 진동모터에 관한 것으로, 특히 진동자의 상하 움직임에 의해 진동하는 선형 진동모터에 관한 것이다.

일반적으로 통신기기에서 반드시 필요한 기능 중의 하나가 착신기능이다. 이러한 착신기능으로 많이 사용되는 유형으로는 멜로디나 벨과 같은 음성기능과 기기를 떨게 하는 진동기능이 있다.

이중 진동기능은 스피커를 통해 멜로디나 벨이 외부로 전달되어 타인에게 피해를 주는 것을 방지하기 위해 사용된다. 이러한 진동을 위해서는 소형의 진동모터를 구동시켜 구동력이 기기의 케이스로 전달되도록 함으로써 기기가 진동을 할 수 있도록 하는 것이 일반적이다.

현재 휴대폰에 적용되고 있는 진동모터는 형태에 따라 얇은 두께를 가진 코인 타입(coin type)과 긴 형태의 바 타입(bar type)으로 구분된다. 이러한 코인 및 바 타입 진동모터의 경우 웨이트(weight)의 비대칭 구조에 의한 회전력으로 진동을 발생시키게 되어 순간 입력에 의한 반응속도가 느리고, DC 구동에 의한 전류 소비가 높으며, 전류를 공급하기 위한 정류자와 정류 브러쉬의 마찰에 의해 수명이 단축되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 순간 입력에 의한 반응속도를 빠르게 하고, DC 구동에 의한 전류 소비를 낮추며, 수명을 연장할 수 있는 선형 진동모터를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 일면이 개구된 통형상의 케이스; 상기 케이스 내에 수용되어 진동하는 진동자; 양면이 개구된 원통형으로서 상기 케이스 내에 실장되며 내부에 상기 진동자가 수용되는 스페이서; 상기 스페이서에 안착된 상태로 커링에 의해 상기 케이스의 개구된 단부와 결합되는 커버; 중앙부분이 돌출되는 입체형으로서, 가장자리는 상기 스페이서와 커버 사이에 삽입 지지되고 중앙부는 상기 진동자와 결합되어, 상기 진동자를 탄성 지지하는 서스펜션; 및 상기 커버의 저면에 위치되며 상기 진동자와 상호 작용하는 보이스코일이 실장된 기판을 포함한다.

상기 서스펜션은, 상기 스페이서와 커버 사이에 삽입되는 원형링 형태의 외측판부; 상기 외측판부와 높이차가 나도록 형성되되 상기 외측판부보다 직경이 작으며 상기 진동자와 결합되는 원형링 형태의 내측판부; 및 상기 외측판부와 내측판부를 연결하는 연결판부를 포함한다.

커링되는 상기 케이스의 개구된 단부에는 홈이 형성되고, 상기 홈을 통해 상기 기판이 외부로 노출된다.

이와 같은 본 발명에 따른 선형 진동모터에 의하면 다음과 같은 효과들을 갖는다.

첫째, 마그네트 및 질량체를 포함하는 진동자가 서스펜션의 탄성력에 의해 상하로 움직이면서 진동이 발생하도록 이루어짐으로써, 외부로부터 입력되는 신호의 순간 입력에 의한 반응속도가 빠르며, DC구동에 의한 전류 소비가 적어지고, 종래와 달리 마찰이 없기 때문에 진동모터의 수명이 연장되는 효과가 있다.

둘째, 부품들을 케이스 안에 적층한 후 케이스의 단부를 커링하여 고정함으로써, 용접이 필요치 않아 제조가 용이하고 부품을 단순화하여 제품의 원가를 낮출 수 있는 장점이 있다.

셋째, 커링시의 압력에 의해 내부의 부품들이 단단히 결합되면서도 기판의 단부가 노출되지 않도록 미려한 상태로 마감되어 다른 부품들과 부딪혀도 흠집을 발생시키지 않고, 스폿 용접이 필요 없으므로 생산성이 향상되며, 불량률이 낮고, 초기 설비투자에 드는 비용도 절감할 수 있다.

넷째, 케이스 내에 스페이서를 실장하고, 스페이서의 개방된 상면에 서스펜션 및 커버를 차례로 안착시킨 후, 케이스의 개방된 단부를 커링하여 조립이 완료되도록 이루어짐으로써, 조립과정이 단순화되고 진동자가 안정적으로 진동할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동모터의 분해사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동모터의 결합사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동모터의 절개사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동모터의 측단면도.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동모터의 분해사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동모터는, 케이스(10), 진동자(20), 스페이서(30), 커버(40), 서스펜션(50) 및 기판(60)을 포함한다.

상기 케이스(10)는 일면이 개구된 통형상으로 형성되며, 개구된 단부 일측에는 홈(10a)이 형성된다.

상기 진동자(20)는 기판(60)에 실장되는 보이스코일(70)에 외부 신호가 인가될 때 보이스코일(70)에서 발생되는 전자기력과의 상호작용으로 상하로 공진하게 된다. 이러한 진동자(20)는, 마그네트(21), 요크(22), 플레이트(23), 및 질량체(24)를 포함한다.

상기 스페이서(30)는 양면이 개구된 원통형으로서 케이스(10) 내에 실장되며, 그 내부에 진동자(20)가 수용된다. 이러한 스페이서(30)의 재질로는 금속이나 플라스틱, 고분자 폴리머 등이 사용될 수 있다.

상기 커버(40)는 케이스(10)의 개구된 일면을 폐쇄하여 내부의 부품들이 손상되는 것을 방지한다.

상기 서스펜션(50)은 중앙부분이 하방으로 돌출되는 입체형으로서, 원형링 형태의 외측판부(51), 외측판부(51)와 높이차가 나도록 형성되되 외측판부(51)보다 직경이 작은 원형링 형태의 내측판부(52), 외측판부(51)와 내측판부(52)를 연결하는 연결판부(53)를 포함한다. 연결판부(53)는 곡선형태로 형성되고 둘 이상 구비되어 관통공(54)을 사이에 두고 일정한 형태와 간격으로 외측판부(51)와 내측판부(52)를 탄성적으로 연결한다.

상기 기판(60)은 커버(40)의 저면에 접착되는 것으로, 그 하부에 보이스코일(70)이 실장된다. 기판(60)의 일측에는 커버(40)의 외부로 노출되는 노출부(61)가 연장 형성된다. 이러한 기판(60)으로는 연성회로기판(FPCB;Flexible Printed Circuit Board)이 사용되며, 기판(60)에는 일정한 형태의 패턴이 형성된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동모터의 결합사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동모터의 절개사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동모터의 측단면도이다.

상기 케이스(10)의 개구된 단부는 스페이서(30)의 개구된 일면에 서스펜션(50) 및 커버(40)가 차례로 안착된 상태에서 커링에 의해 서스펜션(50) 및 커버(40)를 고정시킨다. 이 때, 케이스(10)의 개구된 단부에 형성된 홈(10a)을 통해 기판(60)의 노출부(61)가 외부로 노출되어 외부로부터 신호를 입력받게 된다.

상기 진동자(20)를 구성하는 마그네트(21)는 자기력을 갖으며, 요크(22)는 마그네트(21)를 감싸며 마그네트(21)의 저면과 결합되고, 플레이트(23)는 마그네트(21)의 상면에 결합되며, 질량체(24)는 요크(22)의 외측면에 부착되며 소정크기의 질량을 갖다. 여기서, 마그네트(21) 및 플레이트(23)의 측부와 요크(22)의 내측면 사이에는 보이스코일(70)이 삽입되는 공극(25)이 형성된다. 한편, 상기 플레이트(23)는 마그네트(21)로부터 발생되는 자기장을 특정방향으로 집중시킨다.

상기 커버(40)는 스페이서(30) 상에서 서스펜션(50)의 외측판부(51) 위에 안착된 상태로 커링에 의해 케이스(10)의 개구된 단부에 고정되어, 내부의 부품이 외부로 노출되지 않도록 미려한 상태로 마감된다. 따라서, 다른 부품과 부딪쳐도 내부 부품이 파손되는 것을 방지할 수 있으며, 커링시의 압력에 의해 내부의 부품들이 단단하게 결합되게 된다.

상기 서스펜션(50)을 구성하는 외측판부(51)는 스페이서(30)와 커버(40) 사이에 삽입된 상태로 지지되며, 내측판부(52)는 진동자(20)의 요크(22) 상면과 접합됨으로써, 진동자(20)를 탄성 지지하게 된다. 한편, 서스펜션(50)의 주변부의 상측이나 하측 또는 상,하 양측에는 진동자(20)의 진동특성을 보강하거나 상쇄하기 위한 플라스틱, 금속 또는 폴리머 계열의 진동보조부재(미도시)가 설치될 수 있다.

상기 기판(60)의 노출부(61)는 케이스(10)의 개구된 단부에 형성된 홈(10a)을 통해 외부로 노출됨으로써 외부로부터 신호를 입력받게 되고, 노출부(61)로부터 입력받은 신호는 기판(60)의 패턴을 통해 보이스코일(70)로 전달된다.

상기 보이스코일(70)은 원통형의 관형태로 형성되며 기판(60)의 패턴에 접속되어 기판(60)을 통해 외부 신호를 인가받는다. 이러한 보이스코일(70)은 조립시 마그네트(21) 및 플레이트(23)와 요크(22) 사이에 형성되는 공극(Air Gap, 25)에 위치된다.

이하에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동모터의 조립과정과 작용을 각각 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 선형 진동모터의 조립과정을 살펴보기로 한다.

먼저, 진동자(20)의 요크(22) 안에 마그네트(21)와 플레이트(23)를 장착하고 요크(22)의 외측에 질량체(24)를 결합한 후 서스펜션(50)의 내측판부(52)에 요크(22)를 부착한다. 그리고, 케이스(10)를 정렬한 후 스페이서(30)를 케이스(10) 안에 넣고, 진동자(20) 및 서스펜션(50)의 내측판부(52)를 스페이서(30) 내에 삽입한다. 이 때, 서스펜션(50)의 외측판부(51)는 스페이서(30)의 개방된 상단에 안착된다.

이어서, 보이스코일(70)이 실장된 기판(60)을 커버(40)의 저면에 접합하고, 마지막으로 그 위에 커버(40)를 올려놓고 케이스(10)의 개방된 단부를 안쪽으로 커링함으로써 조립이 완성된다. 케이스(10)의 개방된 단부를 커링하게 되면, 서스펜션(50)의 외측판부(51) 및 커버(40)는 스페이서(30)에 밀착된다.

상기와 같은 과정을 통해 조립이 완료된 본 발명 선형 진동모터의 작용을 살펴보기로 한다.

상기 마그네트(21)에서는 일정한 세기와 방향을 갖는 자기장이 발생한다. 그리고, 플레이트(23)는 마그네트(21)에서 발생되는 자기장을 특정 방향으로 집중시킨다.

상기 기판(60)의 노출부(61)를 통해 외부 즉, 휴대 단말기의 메인보드로부터 입력되는 신호는 패턴을 통해 보이스코일(70)로 전달된다. 외부로부터 보이스코일(70)로 신호가 전달되면 보이스코일(70)에서는 신호에 따라 방향과 세기를 갖는 가변 전기장이 발생하게 된다.

한편, 진동자(20)는 고유의 주파수를 갖는데, 상기와 같이 외부로부터 입력되는 신호에 따른 주파수와 일치할 경우에는 진동하게 된다. 이 때, 보이스코일(70)은 정지상태를 유지한다.

이 때, 보이스코일(70)에서 발생되는 전기장이 마그네트(21)에서 발생되는 자기장과 동일한 극을 가지는 경우에는 척력에 의해 진동자(20)가 도면상 하강하게 되고, 서로 다른 극을 가지는 경우에는 인력에 의해 도면상 상승하게 된다.

이러한 과정을 통해, 진동자(20)는 상하로 공진하게 되고, 그 움직임에 의한 진동이 서스펜션(50)을 통해 케이스(10) 및 커버(40)로 전달되어 진동모터 전체가 진동하게 되며, 최종적으로는 통신기기가 진동하게 된다.

상기와 같은 구성과 작용을 갖는 본 발명에 따른 선형 진동모터에 의하면, 마그네트(21) 및 질량체(24)를 포함하는 진동자(20)가 서스펜션(50)의 탄성력에 의해 상하로 움직이면서 진동이 발생하도록 이루어짐으로써, 외부로부터 입력되는 신호의 순간 입력에 의한 반응속도가 빠르며, DC구동에 의한 전류 소비가 적어지고, 종래와 달리 마찰이 없기 때문에 진동모터의 수명이 연장된다.

또한, 부품들을 케이스(10) 안에 적층한 후 케이스(10)의 단부를 커링하여 고정함으로써, 용접이 필요치 않아 제조가 용이하고 부품을 단순화하여 제품의 원가를 낮출 수 있다. 그리고, 커링시의 압력에 의해 내부의 부품들이 단단히 결합되면서도 기판(60)의 단부가 노출되지 않도록 미려한 상태로 마감되어 다른 부품들과 부딪혀도 흠집을 발생시키지 않고, 스폿 용접이 필요없으므로 생산성이 향상되며, 불량률이 낮고, 초기 설비투자에 드는 비용도 절감할 수 있다.

한편, 케이스(10) 내에 스페이서(30)를 실장하고, 스페이서(30)의 개방된 상면에 서스펜션(50) 및 커버(40)를 차례로 안착시킨 후, 케이스(10)의 개방된 단부를 커링하여 조립이 완료되도록 이루어짐으로써, 조립과정이 단순화되고 진동자(20)가 안정적으로 진동할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 기초로 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 해당분야 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 변경할 수 있다.

10 : 케이스 20 : 진동자
21 : 마그네트 22 : 요크
23 : 플레이트 24 : 질량체
25 : 공극 30 : 스페이서
40 : 커버 50 : 서스펜션
51 : 외측판부 52 : 내측판부
53 : 연결판부 54 : 관통공
60 : 기판 61 : 노출부
70 : 보이스코일

Claims

일면이 개구된 통형상의 케이스;
상기 케이스 내에 수용되어 진동하는 진동자;
양면이 개구된 원통형으로서 상기 케이스 내에 실장되며 내부에 상기 진동자가 수용되는 스페이서;
상기 스페이서에 안착된 상태로 커링에 의해 상기 케이스의 개구된 단부와 결합되는 커버;
중앙부분이 돌출되는 입체형으로서, 가장자리는 상기 스페이서와 커버 사이에 삽입 지지되고 중앙부는 상기 진동자와 결합되어, 상기 진동자를 탄성 지지하는 서스펜션; 및
상기 커버의 저면에 위치되며 상기 진동자와 상호 작용하는 보이스코일이 실장된 기판을 포함하는 선형 진동모터.
제 1 항에 있어서,
상기 서스펜션은,
상기 스페이서와 커버 사이에 삽입되는 원형링 형태의 외측판부;
상기 외측판부와 높이차가 나도록 형성되되 상기 외측판부보다 직경이 작으며 상기 진동자와 결합되는 원형링 형태의 내측판부; 및
상기 외측판부와 내측판부를 연결하는 연결판부를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
커링되는 상기 케이스의 개구된 단부에는 홈이 형성되고, 상기 홈을 통해 상기 기판이 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 선형 진동모터.