KR101188055B1 - 진동발생장치 - Google Patents

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Abstract

비자성체 재질로 이루어지는 하부 케이스와, 자기력 누설을 감소시키도록 상기 하부 케이스에 장착되며 자성체 재질로 이루어지는 코일 플레이트와, 상기 코일 플레이트 상에 설치되는 코일, 및 상기 코일과의 상호작용에 의한 전자기력이 발생되도록 상기 코일의 상부에 배치되는 마그넷을 구비하는 운동자를 포함하는 진동발생장치가 개시된다.

Description

진동발생장치{Apparatus for generating vibration}
본 발명은 진동발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전자기력을 통해 진동을 발생시키는 진동발생장치에 관한 것이다.
진동모터는 전자기적 힘의 발생원리를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 진동으로 변환하는 부품으로서, 휴대전화에 탑재되어 무음 착신알림용으로 사용되고 있다.
휴대전화 시장이 급속도로 팽창되고 있고, 이와 더불어 여러가지 기능이 휴대폰에 부가되는 추세에 따라 휴대폰 부품의 소형화, 고품질화가 요구되는 상황에서 진동모터 또한 기존제품의 단점을 개선하고 품질을 획기적으로 개선시키는 새로운 구조의 제품개발의 필요성이 대두되고 있다.
최근 몇년간 LCD 화면이 큰 휴대폰의 출시가 급증하면서, 터치스크린 방식이 채택됨에 따라 터치시 진동을 발생시키는 용도로 진동모터가 채용되고 있다.
그리고, 진동모터는 착신시 진동발생에 비하여 사용횟수가 많아짐에 따라서 동작수명시간의 증가가 요구되며, 화면을 터치하는 속도에 맞추어 진동의 응답속도도 빨라져야 사용자가 터치시 진동을 체감하는데 있어서 만족감을 높일 수 있다.
그런데, 종래의 진동모터는 불평형 질량을 갖는 회전부의 회전시 기계적인 마찰과 전기적인 스파크(spark)를 유발한다. 이에 따라 마모가 발생되며 더하여 스파크의 발생시 이물질을 생성하여 모터수명이 짧아지는 문제가 있다.
종래의 진동모터는 불평형 질량을 갖는 회전부의 관성에 의하여 진동을 발생시키는데, 이에 따라 목표진동량에 도달하는데 시간이 걸려서 응답속도가 느린 문제가 있다.
이를 방지하기 위하여 리니어 타입의 진동모터가 채용되고 있다. 하지만, 리니어 타입의 진동모터에 있어서 전자기적 상호작용에 의해 진동을 발생시키기 위한 마그넷으로부터 발생되는 자기력에 의해 케이스와 인력이 발생되어 진동량이 감소되는 문제가 있다.
본 발명은 비자성체 재질로 이루어지는 케이스를 구비하는 진동발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치는 비자성체 재질로 이루어지는 하부 케이스와, 자기력 누설을 감소시키도록 상기 하부 케이스에 장착되며 자성체 재질로 이루어지는 코일 플레이트와, 상기 코일 플레이트 상에 설치되는 코일, 및 상기 코일과의 상호작용에 의한 전자기력이 발생되도록 상기 코일의 상부에 배치되는 마그넷을 구비하는 운동자를 포함한다.
상기 운동자는 중앙에 설치홀을 구비하는 중량체와, 상기 중량체의 주위에 설치되어 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 구비할 수 있다.
상기한 진동발생장치는 상기 하부 케이스에 결합되어 상기 하부 케이스와 함께 내부공간을 형성하는 상부 케이스를 더 포함할 수 있다.
상기 하부 케이스는 저면에 설치되어 상기 코일 플레이트가 설치되는 회로기판을 구비하며, 상기 코일 플레이트는 상기 하부 케이스에 형성된 관통홀을 관통하여 상기 회로기판에 설치될 수 있다.
상기 운동자는 상기 회로기판과 평행한 방향인 수평 방향으로 진동될 수 있다.
상기 마그넷은 상기 운동자에 구비되는 중량체의 설치홀에 삽입 배치되도록 상기 중량체에 설치될 수 있다.
상기 탄성부재는 상기 중량체의 적어도 두 측면을 지지하여 탄성력을 제공하는 판스프링으로 구성될 수 있다.
상기 탄성부재는 상기 중량체의 양측을 지지하는 제1,2 탄성부재로 구성되며, 상기 제1,2 탄성부재는 상기 중량체의 측면에 고정 설치되는 플레이트부와, 상기 플레이트부로부터 연장 형성되되 절곡되는 탄성변형부 및 상기 탄성변형부의 끝단에 형성되는 고정장착부를 구비할 수 있다.
상기 마그넷과 상기 코일 중 적어도 하나에는 자성유체가 도포될 수 있다.
본 발명에 따르면, 자성체로 이루어지는 코일 플레이트를 통해 하부 케이스를 비자성체 재질로 형성하더라도 전자기력의 감소를 최소화할 수 있는 동시에 마그넷과 하부 케이스와의 상호인력을 감소시킬 수 있어 진동량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치의 작동을 설명하기 위한 설명도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안한 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치를 나타내는 제1 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시에에 따른 진동발생장치를 나타내는 제2 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치(100)는 상부 케이스(110), 하부 케이스(120), 코일 플레이트(130), 코일(140) 및 운동자(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
상부 케이스(110)는 하부 케이스(120)에 결합되어 하부 케이스(120)와 함께 내부공간을 형성한다. 한편, 상부 케이스(110)는 하부 케이스(120)와의 결합시 내부공간의 폐쇄하는 측벽을 구성하는 상부 절곡부(112)가 구비될 수 있다.
하부 케이스(120)는 비자성체 재질로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기한 바와 같이 상부 케이스(110)와 결합되어 운동자(160)가 설치되어 이동되는 내부 공간을 형성한다.
한편, 하부 케이스(120)는 상기한 상부 케이스(110)의 절곡부(112)와 간섭되지 않도록 상부측으로 연장 형성되는 하부 절곡부(122)를 구비할 수 있다. 즉, 상부 절곡부(112)와 하부 절곡부(122)는 상부 케이스(110)와 하부 케이스(120)의 결합시 내부공간을 폐쇄하는 측벽을 구성한다.
그리고, 하부 케이스(120)는 저면에 장착되는 회로기판(124)을 구비할 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 회로기판(124)이 하부 케이스(120)의 저면에 장착되지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 회로기판(124)은 하부 케이스(120)의 상면에 장착되어 상부 케이스(110)와 하부 케이스(120)가 형성하는 내부 공간에 배치될 수 있다.
또한, 하부 케이스(120)는 코일 플레이트(130)가 회로기판(124)에 실장될 수 있도록 관통되는 관통홀(126)을 구비할 수 있다. 관통홀(126)은 코일 플레이트(130)와 코일(140)의 형상에 대응되는 형상을 가지며, 하부 케이스(120)의 중앙부에 배치될 수 있다.
코일 플레이트(130)는 자기력 누설을 감소시키도록 하부 케이스(120)에 장착되며 자성체 재질로 이루어진다. 보다 자세하게 코일 플레이트(130)는 하부 케이스(120)의 저면에 장착되는 회로기판(124)에 장착될 수 있다. 이때 코일 플레이트(130)는 하부 케이스(120)의 관통홀(126)에 배치될 수 있다.
또한, 코일 플레이트(130)는 자성체 재질로 이루어질 수 있다. 이에 따라 하부 케이스(120)가 비자성체 재질로 이루어지더라도 자기력 누설을 감소시킬 수 있다.
일예로서, 코일 플레이트(130)는 타원형의 고리 형상을 가질 수 있다.
한편, 코일(140)은 코일 플레이트(130) 상에 설치된다. 즉, 코일(140)은 코일 플레이트(130)의 상부에 배치되도록 하부 케이스(120) 또는 코일 플레이트(130) 에 설치될 수 있다.
더하여, 코일(140)은 회로기판(124)에 연결되며, 공급되는 전류에 의해 코일(140)은 전기장을 형성한다. 이와 같이 코일(140)에 의해 형성된 전기장을 통해 운동자(150)가 진동될 수 있다.
또한, 코일(140)은 일예로서 코일 플레이트(130)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
운동자(150)는 코일(140)과의 상호작용에 의한 전자기력이 발생되도록 코일(140)에 대향 배치되는 마그넷(152)을 구비한다. 또한, 운동자(150)는 중량체(154)와 탄성부재(156)를 더 구비할 수 있다.
한편, 마그넷(152)은 상기한 코일(140)과의 상호작용에 의한 전자기력에 의해 운동자(150)가 진동되도록 한다.
또한, 마그넷(152)와 코일(140)에는 자성유체가 도포될 수 있다.
그리고, 운동자(150)는 회로기판(124)과 평행한 방향인 수평 방향으로 진동될 수 있다.
중량체(154)는 중앙에 설치홀(154a)이 구비되며, 설치홀(154a)에 마그넷(152)이 고정 설치된다. 또한, 설치홀(154a)은 마그넷(152)의 형상에 대응되는 형상을 가지며, 마그넷(152)과 중량체(154)는 전자기력에 의해 함께 진동된다.
또한, 본 실시예에서는 마그넷(152)과 설치홀(154a)이 직육면체 형상을 가지는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 마그넷(152)과 설치홀(154a)의 형상은 이에 한정되지 않는다. 즉, 마그넷(152)과 설치홀(154a)은 원기둥, 정육면체 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
한편, 중량체(154)는 육면체 형상을 가지며, 4 측면 중 서로 마주하는 2 측면은 탄성부재(156)가 설치되는 평탄면(154b)으로 구성되며, 나머지 2 측면은 탄성부재(156)에 의해 탄성력이 제공될 수 있도록 중앙이 만입 형성되는 경사면(154c)을 가지도록 형성될 수 있다.
그리고, 중량체(154)는 텅스텐 재질로 이루어질 수 있다.
탄성부재(156)는 중량체(154)의 주위에 설치되어 탄성력을 제공한다. 또한, 탄성부재(156)는 중량체(154)의 적어도 두 측면에 설치되어 탄성력을 제공하는 판 스프링으로 구성될 수 있다.
이에 대하여 보다 자세하게 살펴보면, 탄성부재(156)는 일예로서 제1,2 탄성부재(157,158)로 구성될 수 있다.
제1,2 탄성부재(157,158)는 서로 동일한 형상을 가지며 서로 대향 배치된다. 따라서, 이하에서는 제1 탄성부재(157)에 대하여서만 설명하고 제2 탄성부재(158)에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
제1 탄성부재(157)는 중량체(154)의 평탄면(154b)에 설치되는 플레이트부(157a)를 구비한다. 즉, 제1 탄성부재(157)의 플레이트부(157)가 중량체(154)의 평탄면(154b)에 고정 설치되어 중량체(154)의 이동시 중량체(154)에 안정적으로 탄성력을 제공할 수 있다.
또한, 제1 탄성부재(157)는 플레이트부(157a)로부터 연장 형성되며 중량체(154)의 경사면(154c)이 형성된 측면 측으로 절곡된 탄성변형부(157b)를 구비할 수 있다.
탄성변형부(157b)는 'U' 자 형상을 가져 중량체(154)의 이동시 'U' 자 형상을 가진 탄성변형부(157b)가 변형되어 탄성력을 제공한다.
그리고, 탄성변형부(157b)의 끝단에는 상부 케이스(110), 하부 케이스(120) 중 어느 하나에 고정 설치되기 위한 고정장착부(157c)가 구비될 수 있다.
즉, 제1 탄성부재(157)의 양끝단에 형성된 고정장착부(157c)가 일예로서 상부 케이스(110)에 고정 설치되며, 제1 탄성부재(157)의 플레이트부(157a)가 중량체(154)의 평탄면(154b)에 고정 설치된다.
이에 따라 중량체(154)의 이동시 제1 탄성부재(157)의 양측에 구비되는 탄성변형부(157b)가 교번적으로 압축되면서 탄성력을 중량체(154)에 제공한다. 즉, 중량체(154)는 제1 탄성부재(157)의 양측에 구비되는 탄성변형부(157b) 측으로 왕복하여 이동되어 진동을 발생시킨다.
상기한 바와 같이, 자성체로 이루어지는 코일 플레이트(130)를 통해 하부 케이스(120)를 비자성체 재질로 형성하더라도 전자기력의 감소를 최소화할 수 있는 동시에 마그넷(152)과 하부 케이스(120)와의 상호인력을 감소시킬 수 있어 진동량을 증가시킬 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 효과에 대하여 보다 자세하게 살펴보도록 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동발생장치(100)에 구비되는 하부 케이스(120)는 비자성체 재질로 이루어진다. 그리고, 하부 케이스(120)에 장착되는 회로기판(124) 상에 코일 플레이트(130)가 장착된다. 더하여 코일 플레이트(130)는 자성체 재질로 이루어진다.
한편, 운동자(150)에 구비되는 마그넷(152)은 코일 플레이트(130)에 대향 배치되도록 중량체(154)에 설치된다.
그리고, 코일(140)에 전류가 인가되면 코일(140)과 마그넷(152)에 의한 전자기적 상호작용에 의해 마그넷(154)이 설치되는 중량체(154)가 도 3에 도시된 바와 같이 수평방향으로 진동을 시작한다.
이때, 중량체(154)의 양측에 구비되는 탄성부재(156)가 탄성 변형되어 중량체(154)가 진동될 수 있도록 한다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이 비자성체 재질로 이루어지는 하부 케이스(120)와 마그넷(152)과는 인력이 발생되지 않게 된다. 더하여, 코일 플레이트(130)는 마그넷(152)이 코일(140)에 쇄교되는 자기력(F)을 크게 하는 역할을 하여 동일체적에서 전자기력을 증가시킬 수 있다.
다시 말해, 하부 케이스(120)가 자성체 재질로 이루어지는 경우와 비교하여 하부 케이스(120)와 마그넷(152) 사이에 발생되는 인력을 제거할 수 있으므로, 진동량을 증가시킬 수 있다.
더하여, 하부 케이스(120)를 비자성체 재질로 형성하더라도 코일 플레이트(130)에 의해 마그넷(152)이 코일(140)에 쇄교되는 자기력 누설을 감소시킬 수 있어 진동량의 감소를 최소화할 수 있다.
100 : 진동발생장치 110 : 상부 케이스
120 : 하부 케이스 130 : 코일 플레이트
140 : 코일 150 : 운동자
152 : 마그넷 154 : 중량체
156 : 탄성부재

Claims (10)

  1. 비자성체 재질로 이루어지는 하부 케이스;
    자기력 누설을 감소시키도록 상기 하부 케이스에 장착되며 자성체 재질로 이루어지는 코일 플레이트;
    상기 코일 플레이트 상에 설치되는 코일; 및
    상기 코일과의 상호작용에 의한 전자기력이 발생되도록 상기 코일의 상부에 배치되는 마그넷을 구비하는 운동자;
    를 포함하는 진동발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 운동자는 중앙에 설치홀을 구비하는 중량체와, 상기 중량체의 주위에 설치되어 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 진동발생장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하부 케이스에 결합되어 상기 하부 케이스와 함께 내부공간을 형성하는 상부 케이스를 더 포함하는 진동발생장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하부 케이스는 저면에 설치되어 상기 코일 플레이트가 설치되는 회로기판을 구비하며,
    상기 코일 플레이트는 상기 하부 케이스에 형성된 관통홀을 관통하여 상기 회로기판에 설치되는 것을 특징으로 하는 진동발생장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 운동자는 상기 회로기판과 평행한 방향인 수평 방향으로 진동되는 것을 특징으로 하는 진동발생장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 마그넷은 상기 운동자에 구비되는 중량체의 설치홀에 삽입 배치되도록 상기 중량체에 설치되는 것을 특징으로 하는 진동발생장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 중량체의 적어도 두 측면을 지지하여 탄성력을 제공하는 판스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 진동발생장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 중량체의 양측을 지지하는 제1,2 탄성부재로 구성되며,
    상기 제1,2 탄성부재는 상기 중량체의 측면에 고정 설치되는 플레이트부와, 상기 플레이트부로부터 연장 형성되되 절곡되는 탄성변형부 및 상기 탄성변형부의 끝단에 형성되는 고정장착부를 구비하는 것을 특징으로 하는 진동발생장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 마그넷과 상기 코일 중 적어도 하나에는 자성유체가 도포되는 것을 특징으로 하는 진동발생장치.
  10. 비자성체 재질로 이루어지는 하부 케이스;
    상기 하부 케이스에 결합되어 내부 공간을 형성하는 상부 케이스;
    자기력 누설을 감소시키도록 상기 하부 케이스에 장착되는 자성체 재질로 이루어지는 코일 플레이트;
    상기 코일 플레이트 상부에 배치되는 코일; 및
    상기 코일과의 상호작용에 의한 전자기력이 발생되도록 상기 코일의 상부에 배치되는 마그넷과, 상기 마그넷이 중앙부에 설치되는 중량체와, 상기 중량체의 적어도 두 측면을 지지하여 탄성력을 제공하는 탄성부재를 구비하는 운동자;
    를 포함하는 진동발생장치.
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