KR101141727B1 - 선형진동기 - 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 스프링 돌기 부분을 이용하여 스프링 돌기와 중량체 또는 스프링 돌기와 회로기판을 용접이나 열 융착 등으로 연결할 수 있도록 함으로써 기계적인 안정성과 생산성을 확보하였다.

선형 진동기, 바이브레이터, 이동통신 단말기, 진동발생장치, 비마모 전원공급

Description

선형진동기{Linear vibrator}

본 발명은 이동통신 단말기또는 게임기 등에서 진동기능을 발생시키는 장치에 관한 것으로, 안정되고 균일한 전원을 공급하기 위해서 기구적인 마찰에 의해 마모가 발생하는 미끄럼 접촉에 의한 전원공급 방법이 아닌 비마모 전원공급 방식을 가진 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 있 다. 한편 운동부에는 코일(14)이 위치해 있고, 상기 코일(14)은 회로기판(13)과 전기적으로 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(12)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 전원을 공급할 수 있도록 정류자가 몇개의 조각으로 나누어서 배치되어 있는 것을 알 수 있다.

종래의 회전형 진동모터는 상기에서 기술한 것처럼, 전원공급 방법을 브러쉬 타입의 전원연결부와 회로기판의 미끄럼 접촉을 통해 코일에 전원을 공급하고 있다. 이러한 브러쉬 타입의 전원연결부는 신뢰성 특성 중 수명 시험에 불리한 구조이다. 그 이유는 미끄럼 마찰을 통해 전원을 공급하므로, 브러쉬 타입의 전원연결부가 마 모되어 장시간 수명시험시 마모로 인해 접촉부가 닳아 없어진다든지, 끊어진다든지 하는 치명적인 결함을 발생시킬 수 있다. 그리고, 접촉에 의한 전원연결 구조이므로, 접촉부의 변형으로 인해 전원공급이 항상 균일하고 안정되게 전원을 공급하기가 어려우며, 외부 충격에도 브러쉬 타입의 전원연결부가 쉽게 변형될 수 있는 단점이 있다. 이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 해결하고자 탄성 스프링을 전원 도통 장치로도 활용함으로써 문제를 해결하였다. 그러나 스프링을 인접 부품에 전기적으로 연결하면서 기계적인 안정성을 갖는 구조로 하기 위해서는 통상의 스프링 구조로서는 조립하기가 어려우며 연결장치의 불안정으로 인해 진동 발생 장치에서 품질상의 안정성과 장수명의 제품을 만들기 어렵다..

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

외부부터 전원을 공급하는 회로기판에서 최종 운동부의 코일에 이르는 각 부품을 마모가 되지 않으면서 전기적으로 연결되도록 스프링과 중량체를 전원 연결통로로 구성하여, 항상 균일하고 안정된 전원공급이 이루어지도록 하였다.그리고 스프링을 인접 부품에 전기적으로 연결되면서 기계적인 안정성을 갖는 구조로 하기 위해서 통상의 스프링 구조에서 돌기를 두어 연결할 수 있도록 하였다.특히 돌기 부분을 이용하여 스프링 돌기와 중량체를 용접으로 연결하고 또 스프링 돌기와 회로기판을

용접이나 열 융착 등으로 연결할 수 있도록 함으로써 기계적인 안정성과 생산성을 확보하였다.

본 발명은 상기와 같이 외부로부터 전원이 공급되는 회로기판에서 최종 운동부의 코일에 전원을 공급하는 방법을 기구적인 마모가 발생하는 종래의 미끄럼 마찰을 이용하는 것이 아니라, 마모가 되지 않으면서 각 부품을 전기적으로 연결되도록 구성하여 전원을 최종 코일까지 공급함으로써, 마모로 인한 수명 및 성능의 저하 없이 장시간 사용 가능하도록 하였다. 특히 돌기 부분을 이용하여 스프링 돌기와 중량체를 용접으로 연결하고 또 스프링 돌기와 회로기판을 용접이나 열 융착 등으로 연결할 수 있도록 함으로써 기계적인 안정성과 생산성을 확보하였다.

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 운동부가 배치되어 있는 데, 상기 운동부는 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(130) 사이에 적어도 하나 이상의 스프링(132)이 배치된다.

이러한 구성을 가지는 선형진동기에 있어서, 상기 질량체(131)의 일부에 상기 코일이 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.

상기 스프링(132)의 일측을 상기 회로기판(180)위에 설치된 통전부에 전기적으로 연결하고 납땜 또는 도전성 본드 또는 열 융착 또는 용접하여 전기적으로 연결하면서도 기계적으로 강한 부착력을 갖도록 하였다. 따라서 외부로부터 전기적인 입력신호가 회로기판(180)을 통해 들어와서 상기 스프링(132)과 상기 질량체(131)를 지나 상기 코일(140)에 인가되고 맞은편 질량체(131)와 스프링(132)을 통해 회로기 판(180)에 연결됨으로써 전자기적인 힘을 발생시키며 운동부(130)와 코일(140)이 움직인다.

그리고 스프링(132)의 완충 특성을 이용함으로써 코일(140)의 공간적인 이동에도 관계없이 항상 전기적으로 연결되는 효과를 얻는다.

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.

특히 스프링(132)의 끝단에 돌기(220)를 두어 전기적인 연결과 기계적인 연결이 쉽고 제품 간 저항의 편차를 줄여 생산성을 향상시키고 신뢰성이 확보되도록 하였다.

도 5는 본 발명에 선형 진동기 실시 예(도4)에 대한 회로기판(180)의 실시 예이다. 도 5에 도시된 것처럼, 스프링의 돌기(220)가 상기 회로기판(180)에 맞닿는 부분에 전기적으로 연결할 수 있도록 상기 회로기판(180) 내에 형성된 패턴이 원형 구조가 아닌 회로 패턴 일부에 각 형상의 통전부를 형성하였다.

도 6, 도 7, 도 8, 도 9는 본 발명에 따른 선형진동기의 실시 예(도4)에 대한 스프링 (132)구조의 실시 예이다. 스프링의 양 끝단에 적어도 하나 이상의 돌기를 두고 그 돌기를 이용하여 전기적 및 기계적으로 연결을 용이하도록 고안하였다.

도 10는 본 발명에 따른 선형 진동기의 실시 예(도4)에서 스프링(132)과 질량체(131)의 연결에 따른 통전부를 나타낸 것으로 상기 스프링의 돌기(220)를 이용하여 납땜 또는 도전성 본드 또는 열 융착 또는 용접하여 전기적으로 연결하면서도 기계적으로 강한 부착력을 갖도록 한 실시 예이다.

도 11은 본 발명에 따른 선형 진동기의 실시 예(도 4)에서 스프링(132)과 회로기판(180)의 연결에 따른 통전부를 나타낸 것으로 상기 스프링의 돌기(220)를 이용하여 납땜 또는 도전성 본드 또는 열 융착 또는 용접하여 전기적으로 연결하면서도 기계적으로 강한 부착력을 갖도록 한 실시 예이다.

상기와 같이 외부로부터 공급되는 전원을 운동부의 코일에 전달하는 전원 연결 장치를 설치하는 방법으로 종래의 기술처럼 기계적인 미끄럼 접촉을 이용하지 않고, 본 발명의 사례처럼 기계적으로 직접 연결하면서도 전기적으로 통전 가능하도록 하며, 또 운동부가 왕복 운동시에 발생되는 공간적인 위치 변동에도 기계적인 연결이 가능하도록 기계적인 완충기능 또는 탄성기능을 가진 방식을 사용하면서,외부의 전원 입력 신호를 운동부의 코일에 지속적으로 전달할 수 있도록 고안하였다. 특히 스프링 돌기 부분을 이용하여 스프링 돌기와 중량체 또는 스프링 돌기와 회로기판을 용접이나 열 융착, 도전성 본드, 또는 납땜 등으로 연결할 수 있도록 함으로써 기계적인 안정성과 생산성을 확보하여 장시간 동안 기계적 결함이나 전기적 결함 없이 사용할 수가 있게 고안되었다.

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 5는 회로 기판의 실시 예

도 6, 도7, 도8, 도9 는 돌기를 가진 스프링 구조의 실시 예

도 10은 스프링의 돌기와 질량체를 연결한 구조의 실시 예

도 11은 스프링의 돌기와 회로기판을 연결한 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 : 절연체(내마모제) 210 :댐퍼

220 : 돌기

Claims (6)

1. 내부에 소정의 공간을 가지는 케이스,

   상기 케이스의 일부에 일정한 공간을 가지면서 배치된 영구자석,

   상기 영구자석과 전자기적인 힘이 작용하도록 배치된 코일,

   상기 영구자석과 코일의 전자기적인 힘에 의해 운동하는 질량체로

   구성된 운동부,

   상기 케이스의 외부로부터 전원이 공급 가능하도록 연결된 회로기판,

   상기 운동부와 케이스 사이에 적어도 하나 이상 배치된 스프링 구조를

   가진 선형 진동기에 있어서,

   상기 스프링은 도전체 스프링이고, 상기 도전체 스프링의 일부에 적어도 하나 이상의 돌기가 형성되며, 상기 돌기는 상기 회로기판과 상기 스프링을 전기적으로 연결하고, 상기 스프링과 상기 질량체를 전기적으로 연결하여 외부로부터의 전원을 상기 질량체에 공급하는 선형진동기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 스프링으로 도전체의 코일 스프링 사용하고 스프링의 중간 부분이나 끝 부분의 일부에 적어도 하나 이상의 돌기를 둔 선형진동기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 스프링으로 도전체의 판 스프링 사용하고 적어도 하나 이상의 돌기를 둔 선형진동기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 스프링의 돌기와 상기 질량체 또는 상기 회로 기판을 연결하는 방법으로 납땜또는 열 융착 또는 용접 또는 도전성 본드 또는 코킹방식을 사용하는 선형진동기.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 스프링으로 도전체의 코일 스프링 사용하고 탄성을 가지는 코일 스프링의 일부분의 외경보다 돌출된 부분이 있고 그 돌출부를 이용하여 상기 질량체 또는 상기 회로기판에 연결하는 선형진동기.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 스프링의 돌기와 상기 회로 기판을 원활히 연결할 수 있도록 상기 스프링의 돌기부와 맞닿는 상기 회로기판의 일부에 통전이 가능하도록 도전체가 드러난 부분을 가진 회로기판으로 이루어진 선형 진동기.

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