KR101300334B1 - 선형 진동자 - Google Patents

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KR101300334B1 KR1020120038475A KR20120038475A KR101300334B1 KR 101300334 B1 KR101300334 B1 KR 101300334B1 KR 1020120038475 A KR1020120038475 A KR 1020120038475A KR 20120038475 A KR20120038475 A KR 20120038475A KR 101300334 B1 KR101300334 B1 KR 101300334B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자는 소정 크기의 내부공간을 제공하는 고정부; 상기 내부공간에 배치되어 전자기력을 발생시키는 마그네트와 코일; 상기 전자기력에 의해 진동하는 질량체; 및 상기 고정부에 고정되어 상기 질량체의 진동을 매개하는 탄성부재;를 포함하며, 상기 고정부와 상기 탄성부재는 상기 탄성부재의 초기 위치를 고정시키기 위한 위치고정수용부가 형성되며, 상기 위치고정수용부는 상기 고정부를 관통하여 형성되는 제1 위치고정수용부 및 상기 탄성부재에 형성되는 제2 위치고정수용부를 포함하고, 상기 탄성부재는 상기 고정부에 결합하는 고정단, 상기 질량체와 함께 진동하는 자유단 및 상기 고정단과 상기 자유단을 연결하여 탄성력을 제공하는 적어도 하나의 연결스트립부를 포함하며, 상기 제2 위치고정수용부는 상기 고정단의 내측에서 반경 방향 외측으로 함입되어 형성되는 홈으로 이루어질 수 있다.

Description

선형 진동자{Linear vibrator}
본 발명은 선형 진동자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대용 전자기기에 장착되어 진동 발생장치에 적용될 수 있는 선형 진동자에 관한 것이다.
최근에는 사용자의 편의성을 위해 LCD화면이 큰 개인휴대단말기의 출시가 급증하고 있으며, 이에 따라 터치스크린 방식이 채택되게 되고, 터치시 진동을 발생시키기 위해 진동모터가 사용되고 있다.
진동모터는 전자기적 힘의 발생원리를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 진동으로 변환하는 부품으로써, 개인휴대단말기에 탑재되어 무음 착신알림용으로 사용되고 있다.
종래에는 회전력을 발생시켜 불평형 질량의 회전부를 회전시킴으로써 기계적 진동을 얻는 방식을 사용하고 있으며, 회전력은 브러쉬(Brush)와 커뮤테이터(Commutator)의 접점을 통해 정류작용을 거쳐 기계적 진동을 얻는 방식을 사용하고 있다.
그러나, 이러한 커뮤테이터(Commutator)를 사용한 브러쉬(Brush) 타입의 구조는 모터 회전시 브러쉬(Brush)가 커뮤테이터(Commutator)의 세그먼트와 세그먼트의 극간을 지나면서 기계적인 마찰과 전기적인 스파크를 유발하고, 이물을 생성하여 모터의 수명이 짧아지는 문제점이 있었다.
또한, 모터에 전압 인가시 회전관성에 의하여 목표진동량에 도달하는데 시간이 걸리므로 터치스크린에서의 적합한 진동을 구현하는데 문제가 있었다.
이러한 모터의 수명 및 응답성의 단점을 극복하고 터치스크린의 진동 기능을 구현하기 위해 많이 사용되고 있는 것이 선형 진동자이다.
선형 진동자는 모터의 회전원리를 이용한 것이 아니라, 내부에 설치되는 스프링과 스프링에 매달린 질량체를 통해 얻어진 전자기력을 공진주파수에 맞춰서 주기적으로 발생시키면 공진을 일으키게 되어 진동이 발생하게 된다.
그러나, 종래의 선형 진동자는 스프링과 케이스의 결합 공정에서 상기 스프링의 위치가 어긋난 채로 결합되는 경우가 종종 발생되었으며, 이러한 현상은 선형 진동자의 선형 진동에 문제를 일으키게 되었다.
결국, 선형 진동자를 채용하는 휴대용 전자기기의 성능에도 영향을 미치는 동시에 수명 저하라는 문제까지도 야기시키게 되었다.
하기의 선행기술문헌에 기재된 특허문헌 1은 스프링을 케이스에 고정하는 경우 상기 스프링의 위치가 변하게 되어 성능이 저하될 수 있다는 문제점이 여전히 존재한다.
한국공개특허공보 제2011-0125988호
본 발명의 목적은 탄성부재를 고정부에 결합하는 경우 상기 탄성부재의 초기 위치를 안정적으로 고정시킴으로써 진동부와 고정부와의 접촉을 미연에 방지하도록 하는 선형 진동자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자는 소정 크기의 내부공간을 제공하는 고정부; 상기 내부공간에 배치되어 전자기력을 발생시키는 마그네트와 코일; 상기 전자기력에 의해 진동하는 질량체; 및 상기 고정부에 고정되어 상기 질량체의 진동을 매개하는 탄성부재;를 포함하며, 상기 고정부와 상기 탄성부재는 상기 탄성부재의 초기 위치를 고정시키기 위한 위치고정수용부가 형성되며, 상기 위치고정수용부는 상기 고정부를 관통하여 형성되는 제1 위치고정수용부 및 상기 탄성부재에 형성되는 제2 위치고정수용부를 포함하고, 상기 탄성부재는 상기 고정부에 결합하는 고정단, 상기 질량체와 함께 진동하는 자유단 및 상기 고정단과 상기 자유단을 연결하여 탄성력을 제공하는 적어도 하나의 연결스트립부를 포함하며, 상기 제2 위치고정수용부는 상기 고정단의 내측에서 반경 방향 외측으로 함입되어 형성되는 홈으로 이루어질 수 있다.
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본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자의 상기 위치고정수용부는 상기 질량체의 진동 축을 기준으로 대칭적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자의 상기 고정부는 상기 내부공간을 제공하고 하부가 개방된 케이스 및 상기 내부공간을 밀폐하는 브라켓을 포함하며, 상기 위치고정수용부는 상기 케이스와 상기 탄성부재에 형성될 수 있다.
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본 발명에 따른 선형 진동자에 의하면, 탄성부재를 고정부에 결합시키는 경우 상기 탄성부재의 초기 위치를 안정적으로 고정시킬 수 있다.
또한, 탄성부재의 초기 위치를 안정적으로 고정시킴으로써 진동부와 고정부와의 접촉을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자를 도시한 개략 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자를 도시한 개략 절개 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자를 도시한 개략 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자에 제공되는 케이스에 탄성부재의 초기 위치가 고정되는 원리를 도시한 개략 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자에 제공되는 케이스에 지그를 이용하여 탄성부재의 초기 위치가 고정되는 상태를 도시한 개략 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자에 제공되는 탄성부재의 변형예 및 케이스에 상기 탄성부재의 초기 위치가 고정되는 원리를 도시한 개략 분해 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 선형 진동자를 도시한 개략 단면도.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 선형 진동자를 도시한 개략 단면도.
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 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자를 도시한 개략 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자를 도시한 개략 절개 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자를 도시한 개략 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자(100)는 외관을 형성하는 고정부(110), 전자기력을 발생시키는 마그네트(120)와 코일(130), 진동하는 질량체(140) 및 상기 질량체(140)의 진동을 매개하는 탄성부재(150)를 포함할 수 있으며, 상기 고정부(110)와 상기 탄성부재(150)에는 위치고정수용부(160)가 형성될 수 있다.
고정부(110)는 소정 크기의 내부공간을 제공할 수 있으며, 구체적으로 하부가 개방된 케이스(112)와 상기 케이스(112)의 개방된 하부와 결합하는 브라켓(114)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 케이스(112) 및 상기 브라켓(114)에 의해 마그네트(120), 코일(130) 및 질량체(140) 등을 수용할 수 있는 공간이 형성될 수 있으며, 상기 케이스(112)와 상기 브라켓(114)은 일체로도 형성될 수 있다.
한편, 상기 케이스(112)의 내부 밀폐면에는 질량체(140)의 선형 진동에 따른 상기 질량체(140)와 상기 고정부(110)인 케이스(112)와의 접촉을 방지하도록 하는 접촉방지부(170)가 구비될 수 있다.
상기 접촉방지부(170)는 탄성 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 질량체(140)의 과도한 진동으로 상기 질량체(140)가 상기 케이스(112)에 접촉되어 터치소음이 발생되는 것을 방지하는 동시에 상기 질량체(140)의 마모를 방지할 수 있다.
여기서, 상기 접촉방지부(170)는 외부충격이 있는 경우 외부충격을 흡수하도록 러버, 콜크, 프로필렌 또는 포론 등의 재질로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 충격을 흡수할 수 있는 재질이라면 모두 적용 가능할 수 있다.
한편, 상기 케이스(112)에는 지그(X)의 가이드 핀(P)을 수용하는 위치고정수용부(160)가 형성될 수 있으며, 이에 대한 설명은 도 4 및 도 5를 참조로 후술하기로 한다.
마그네트(120)는 후술할 요크플레이트(180)와 함께 선형 진동자(100)의 자계부를 구성할 수 있으며, 상기 마그네트(120)는 고정부(110)의 케이스(112)의 내부 밀폐면에 본딩, 압입 및 용접 중 적어도 하나의 방법에 의해 결합될 수 있다.
여기서, 상기 마그네트(120)는 홀더(190)에 결합된 코일(130)의 내경보다 작은 외경을 구비할 수 있으며, 이로 인해 코일(130)과 질량체(140)의 진동시 상기 코일(130)과 상기 마그네트(120)의 접촉을 방지할 수 있다.
한편, 상기 케이스(112)의 내부 밀폐면에는 상기 마그네트(120)의 외경과 대응되도록 돌출 형성되는 고정벽(113)을 구비할 수 있으며, 상기 고정벽(113)의 내면에 상기 마그네트(120)를 삽입 고정함으로써 상기 마그네트(120)를 상기 케이스(112)에 더욱 견고히 결합시킬 수 있다.
마그네트(120)의 하면에는 상기 마그네트(120)와 상호작용으로 전자기력을 발생시키는 코일(130)을 거쳐 상기 마그네트(120)로 흐르는 자속을 원활하게 형성하도록 하는 요크플레이트(180)가 결합될 수 있다.
상기 요크플레이트(180)는 자성물질로 형성될 수 있으며, 이는 자성유체(M)의 도포를 원활하게 할 수 있다.
즉, 상기 마그네트(120) 및 상기 요크플레이트(180)의 외주면과 코일(130) 사이에는 자성유체(M)가 도포될 수 있으며, 상기 자성유체(M)는 질량체(140)의 이상진동을 방지하는 기능을 할 수 있다.
다시 말하면, 상기 자성유체(M)는 질량체(140)의 상하운동을 원활하게 하도록 상기 마그네트(120)와 상기 코일(130) 사이에 형성되는 간극에 배치될 수 있으며, 상기 자성유체(M)는 외부충격 등의 요인으로 인해 상기 질량체(140)가 좌우 또는 상하로 흔들려 발생되는 이상진동을 방지할 수 있다.
상기 자성유체(M)는 상기 마그네트(120)의 자속에 집속하는 성질을 갖는 물질로서, 상기 마그네트(120)의 일면에 도포하는 경우 상기 마그네트(120)의 자속 발생 지점에 집속하여 하나의 환형을 이루게 된다.
여기서, 상기 자성유체(M)는 액체 속에 자성분말을 콜로이드 모양으로 분산화시킨 다음 중력이나 자기장 등에 의한 자성분말의 침전이나 응집이 생기지 않도록 계면활성제를 첨가한 것으로, 예로는 사산화삼철, 철-코발트 합금 미분자를 기름 또는 물속에 분산시킨 것과 최근에는 톨루엔 속에 코발트를 분산시킨 것 등이 있다.
이러한 자성분말은 초미립자 분말이며 초미립자 특유의 브라운 운동을 하여 외부자기장, 중력 또는 원심력 등이 가해져도 유체속의 자성분말 입자의 농도는 일정하게 유지되는 특징을 갖게 된다.
또한, 상기 자성유체(M)는 상기 마그네트(120)의 외면과 상기 코일(130)의 중공부의 내면과의 유격을 메워 상기 질량체(140)가 부드럽게 진동 또는 슬라이딩될 수 있도록 할 수 있다.
코일(130)는 마그네트(120)와의 전자기적 상호작용에 의해 전자기력을 발생시키는 구성요소로, 홀더(190)에 의해 고정될 수 있으며, 질량체(140)와 함께 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자(100)의 진동부를 구성할 수 있다.
여기서, 상기 코일(130) 및 질량체(140)의 진동의 매개는 탄성부재(150)에 의해 구현될 수 있으며, 상기 코일(130)은 상기 마그네트(120)와 대향되게 배치될 수 있다.
한편, 상기 마그네트(120)의 일부는 상기 코일(130)에 의해 형성되는 공간 내에 삽입될 수 있으며, 상기 코일(1130)은 상기 마그네트(120)의 외경보다 다소 큰 내경을 구비할 수 있다.
따라서, 상기 질량체(140)가 진동하는 동안 상기 코일(130)과 상기 마그네트(120)는 비접촉의 상태를 유지할 수 있다.
또한, 상기 코일(130)은 홀더(190)의 중공 내부면에 결합되어 고정될 수 있으며, 상기 코일(130)에 전류를 일정주파수에 따라 인가하면 상기 코일(130) 주변에 자기장을 유도할 수 있다.
이때, 상기 코일(130)을 통하여 전류가 인가되면, 상기 마그네트(120)에서 상기 코일(130)을 통과하는 자속의 방향은 좌우로 형성되고, 상기 코일(130)에 의해 발생되는 자기장은 상하로 형성되어 질량체(140) 및 코일(130)이 상하로 진동하게 된다.
따라서, 상기 마그네트(120)의 자속방향과 상기 질량체(140)의 진동 방향은 수직을 이루게 된다.
여기서, 상기 코일(130)에 인가되는 전류, 즉, 일정주파수를 가지는 외부전원은 상기 질량체(140)에 결합하는 기판(192)의 전원연결단자(193)에 의해 제공될 수 있다.
한편, 상기 기판(192)에는 앞서 언급한 접촉방지부(170)와 동일한 효과를 구현하도록 하는 댐핑부(194)가 구비될 수 있으며, 상기 댐핑부(194)는 상기 접촉방지부(170)와 동일한 구성일 수 있다.
다만, 상기 댐핑부(194)는 상기 기판(192)에 구비되는 것에 한정하지 않으며, 홀더(190), 코일(130) 또는 상기 기판(192)과 대면하는 브라켓(114)의 일면에 구비되어도 무방함을 밝혀둔다.
홀더(190)는 코일(130)의 외주면에 결합하고 질량체(140)를 고정지지할 수 있으며, 상부 및 하부가 개방된 중공원통형으로 형성될 수 있다.
구체적으로 상기 홀더(190)는 상기 코일(130)의 외주면 및 질량체(140)의 내주면과 결합하는 원통형의 수직부(190a)와 상기 수직부(190a)의 단부에서 반경 방향 외측으로 연장 형성되어, 상기 질량체(140)의 상면을 지지하는 수평부(190b)를 구비할 수 있다.
또한, 상기 홀더(190)의 재질은 철을 포함한 재질로 이루어질 수 있으며, 이는 상기 탄성부재(150)의 재질과 동일한 재질로 형성함으로써 결합을 용이하고 견고하게 하기 위함이다.
다만, 상기 홀더(190) 및 상기 탄성부재(150)의 재질은 철을 포함하는 재질에 한정되는 것은 아니며 결합을 용이하고 견고하게 하는 경우라면 어떠한 재질을 사용하여도 무방하다.
질량체(140)는 홀더(190)의 수직부(190a)의 외주면과 수평부(190b)의 하면에 결합하여 상하로 진동하는 진동체로써 상하로 진동하는 경우 고정부(110) 내에서 접촉 없이 진동할 수 있도록 상기 케이스(112)의 내부면의 내경보다는 작은 외경크기로 구비될 수 있다.
이에 따라, 상기 케이스(112) 내부면과 상기 질량체(140)의 외부면 사이에는 일정 크기의 간극이 형성될 수 있다.
이러한 질량체(140)는 상기 마그네트(120)에서 발생되는 자력의 영향을 받지 않는 비자성체 또는 상자성체 소재로 구성되는 것이 바람직하다.
따라서, 질량체(140)는 철보다 무거운 비중을 갖는 텅스텐과 같은 물질이 바람직하며, 이는 동일한 체적 내에 상기 질량체(140)의 질량을 높임으로써 공진주파수를 조절하여 진동량을 최대로 하기 위함이다.
다만, 상기 질량체(140)의 재질은 텅스텐에 한정하는 것은 아니며 설계자의 의도에 따라 다양한 재질을 사용하는 것도 가능하다.
탄성부재(150)는 고정부(110)인 케이스(112)에 고정되어 상기 질량체(140)의 진동을 매개하는 구성요소로, 고정부(110)인 케이스(112)에 결합되는 고정단(152), 상기 질량체(140)와 함게 진동하는 자유단(154) 및 상기 고정단(152)과 상기 자유단(154)을 연결하여 탄성력을 제공하는 적어도 하나의 연결스트립부(156)를 포함하는 판스프링일 수 있다.
즉, 상기 고정단(152)은 상기 케이스(112)의 내부 밀폐면에 고정되는 부분일 수 있으며, 상기 자유단(154)은 홀더(190)에 고정되는 부분일 수 있다.
여기서, 상기 자유단(154)에는 마그네트(120)를 수용하여 질량체(140)의 진동에 영향이 없도록 상기 마그네트(120)의 외경보다 큰 수용홀(H)이 형성될 수 있다.
따라서, 상기 수용홀(H)로 인해 질량체(140)의 상하 진동시 마그네트(120)와의 접촉을 방지할 수 있다.
또한, 연결스트립부(156)는 상기 고정단(152)과 상기 자유단(154)을 나선 방향으로 휘어져 탄성력을 발생시키는 부분일 수 있다.
여기서, 상기 고정단(152)과 케이스(112)와의 결합 및 상기 자유단(154)과 상기 홀더(190)의 결합은 용접 방식에 의해 고정될 수 있다.
한편, 상기 탄성부재(150)는 케이스(112)와 마찬가지로 지그(X)의 가이드 핀(P)을 수용하는 위치고정수용부(160)가 형성될 수 있으며, 이에 대한 설명은 도 4 및 도 5를 참조로 후술하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자에 제공되는 케이스에 탄성부재의 초기 위치가 고정되는 원리를 도시한 개략 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자에 제공되는 케이스에 지그를 이용하여 탄성부재의 초기 위치가 고정되는 상태를 도시한 개략 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 고정부(110)인 케이스(112)와 탄성부재(150)는 지그(X)의 가이드 핀(P)을 수용하는 위치고정수용부(160)가 형성될 수 있다.
상기 위치고정수용부(160)는 상기 탄성부재(150)를 상기 케이스(112)에 결합시키는 경우 초기 위치를 고정시키도록 하는 구성요소일 수 있다.
구체적으로, 상기 위치고정수용부(160)는 상기 케이스(112)에 형성되는 제1 위치고정수용부(162) 및 상기 탄성부재(150)에 형성되는 제2 위치고정수용부(164)를 포함할 수 있다.
상기 제1 위치고정수용부(162)는 케이스(112)의 상면을 관통하여 형성될 수 있으며, 상기 케이스(112)의 상면의 외측에 적어도 하나 이상이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1 위치고정수용부(162)는 다수개 형성될 수 있으며, 질량체(140)의 진동 축을 기준으로 대칭적으로 배치될 수 있다.
한편, 제2 위치고정수용부(164)는 탄성부재(150)의 소정 영역이 함입되어 형성될 수 있으며, 구체적으로 탄성부재(150)의 고정단(152)에 형성될 수 있다.
즉, 상기 제2 위치고정수용부(164)는 상기 고정단(152)의 내측에서 반경 방향 외측으로 함입되어 형성될 수 있으며, 상기 제1 위치고정수용부(162)와 대응되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 위치고정수용부(164)는 다수개로 형성될 수 있으며, 질량체(140)의 진동 축을 기준으로 대칭적으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1 위치고정수용부(162) 및 상기 제2 위치고정수용부(164)는 지그(X)의 가이드 핀(P)을 수용하여 케이스(112) 내에서 탄성부재(150)의 위치를 고정시킬 수 있으며, 이로 인해 용접 방식에 의해 상기 탄성부재(150)를 상기 케이스(112)에 결합시키는데 있어서 초기 위치를 고정시킬 수 있다.
다시 말하면, 케이스(112)의 내부 밀폐면과 외측면의 경계(도 3의 확대도 참조)의 내면은 제조 공정의 특성상 정확한 수직을 구현하기에는 무리가 있으며, 어느 정도 라운드지게 형성되는 것이 일반적이다.
따라서, 탄성부재(150)의 전체 외경, 즉, 고정단(152)의 외측의 직경은 상기 케이스(112)의 외측면의 직경보다는 다소 작게 형성될 수 밖에 없으며, 이는 결국 탄성부재(150)가 케이스(112) 내에서 움직일 수 있는 공간을 제공하게 된다.
만약, 상기 탄성부재(150)의 전체 외경, 즉, 고정단(152)의 외측의 직경을 상기 케이스(112)의 외측면의 직경과 대응되도록 형성하는 경우에는 라운드지게 형성되는 케이스(112)의 내부 밀폐면과 외측면의 경계(도 3의 확대도 참조)의 내면에 의해 상기 탄성부재(150)가 케이스(112)의 내부 밀폐면에 접촉되지 못하고 이격되게 된다.
이 경우 상기 탄성부재(150)와 케이스(112)의 용접 시 문제가 생길 수 밖에 없으며, 결국, 상기 탄성부재(150)의 케이스(112)와의 결합력에 문제가 발생되게 된다.
따라서, 탄성부재(150)와 케이스(112)의 용접 시 용접을 용이하게 하는 동시에 결합력을 향상시키기 위해 상기 탄성부재(150)의 전체 외경은 상기 케이스(112)의 외측면의 직경보다 다소 작게 형성되어야 한다.
여기서, 상기 탄성부재(150)를 케이스(112)와 용접하는 경우 탄성부재(150)의 전체 외경과 케이스(112)의 외측면의 직경 차이에 의해 발생될 수 있는 공간에 의해 초기 위치가 변할 수 있는 가능성이 존재하게 된다.
그러나, 본 발명에서는 케이스(112)와 탄성부재(150)에 위치고정수용부(160)를 형성함으로써 상기와 같은 가능성을 미연에 차단시킬 수 있다.
다시 말하면, 상기 탄성부재(150)를 상기 케이스(112)에 용접하는 경우 상기 케이스(112)는 지그(X)에 올려진 채 공정이 진행되게 되며, 이때 지그(X)의 가이드 핀(P)이 상기 케이스(112)의 제1 위치고정수용부(162)를 관통함으로써 상기 케이스(112)는 지그(X)에 안정적으로 고정될 수 있다.
상기 케이스(112)를 지그(X)에 안정적으로 고정시킨 이후에는 상기 케이스(112)에 탄성부재(150)를 안착시키며, 이때 상기 탄성부재(150)에 형성된 제2 위치고정수용부(164)에 지그(X)의 가이드 핀(P)이 수용되게 된다.
따라서, 탄성부재(150)는 상기 케이스(112) 내에서 안정적으로 고정될 수 있으며, 상기 탄성부재(150)의 전체 외경과 케이스(112)의 외측면의 직경 차이에 의한 상기 탄성부재(150)의 이동 가능성을 미연에 차단시킬 수 있다.
결국, 지그(X)의 가이드 핀(P)이 위치고정수용부(160)에 수용됨으로써, 상기 탄성부재(150)를 상기 케이스(112)의 내부 밀폐면에 접촉시킨 채 초기 위치를 고정시킬 수 있는 것이다.
이후에는 상기 탄성부재(150)와 상기 케이스(112)는 용접에 의해 견고하게 결합될 수 있으며, 용접된 이후 탄성부재(150)의 중심과 케이스(112)의 중심을 질량체(140)의 진동 축과 일치시킬 수 있다.
그러므로, 용접 시 발생될 수 있는 탄성부재(150)의 중심과 케이스(112)의 중심의 차이를 미연에 방지하여 질량체(140)의 진동 시 상기 질량체(140)와 케이스(112)와의 접촉을 최소화할 수 있다.
여기서, 상기 제2 위치고정수용부(164)는 고정단(152)에 홀로 형성될 수 있으나(도 6 참조), 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 홈으로 형성되는 경우가 탄성부재(150)의 탄성력 확보에 유리할 수 있다.
다시 말하면, 탄성부재(150)는 앞서 언급한 바와 같이 고정단(152), 자유단(154) 및 연결스트립부(156)를 포함할 수 있으며, 상기 구성요소 중 탄성력에 영향을 미치는 구성요소는 연결스트립부(156)일 수 있다.
즉, 연결스트립부(156)가 탄성부재(150) 내에서 차지하는 비율이 높으면 높을수록 탄성력은 그만큼 증대될 수 있으며, 이를 위해 고정단(152) 및 자유단(154)은 상대적으로 비율이 낮아야 한다.
따라서, 탄성부재(150)의 탄성력 확보를 위해 고정단(152)의 비율은 최소로 해야 하며, 이러한 이유에서 제2 위치고정수용부(164)는 홀보다는 홈으로 형성하는 것이 유리할 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자에 제공되는 탄성부재의 변형예 및 케이스에 상기 탄성부재의 초기 위치가 고정되는 원리를 도시한 개략 분해 사시도이다.
도 6을 참조하면, 고정부(110)인 케이스(112)와 탄성부재(50)는 지그(X)의 가이드 핀(P)을 수용하는 위치고정수용부(260)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 위치고정수용부(260)는 케이스(112) 및 탄성부재(250)에 각각 관통되어 형성되는 제1 위치고정수용부(162) 및 제2 위치고정수용부(264)를 포함할 수 있으며, 상기 제2 위치고정수용부(264)는 탄성부재(250)의 고정단(252)에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1 위치고정수용부(162) 및 상기 제2 위치고정수용부(264)는 서로 대응되는 위치에 형성될 수 있으며, 지그(X)의 가이드 핀(P)이 관통됨으로써 상기 탄성부재(250)를 상기 케이스(112)의 내부 밀폐면에 접촉시킨 채 초기 위치를 고정시킬 수 있다.
따라서, 탄성부재(250)를 케이스(112)에 용접 결합시키는 경우 용접 이후의 상기 탄성부재(250)의 중심과 케이스(112)의 중심을 질량체(140)의 진동 축과 일치시킬 수 있다.
그러므로, 용접 시 발생될 수 있는 탄성부재(250)의 중심과 케이스(112)의 중심의 차이를 미연에 방지하여 질량체(140)의 진동 시 상기 질량체(140)와 케이스(112)와의 접촉을 최소화할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 선형 진동자를 도시한 개략 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 선형 진동자(300)는 마그네트(320) 및 요크플레이트(380)의 형성 위치를 제외하고는 도 1 내지 도 6을 참조로 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자(100)와 동일하므로 상기 마그네트(320) 및 상기 요크플레이트(380)의 형성 위치 이외의 설명은 생략하기로 한다.
마그네트(320)는 고정부(310)에 결합되기는 하나, 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자(100)와는 상이하게 고정부(310)의 케이스(312)가 아닌 브라켓(314)에 결합될 수 있다.
여기서, 상기 브라켓(314)에는 상기 마그네트(320)의 고정을 위해 돌출되어 형성되는 고정벽(313)을 구비할 수 있으며, 상기 고정벽(313)의 내면에 상기 마그네트(320)를 삽입 고정함으로써 상기 마그네트(320)를 상기 브라켓(314)에 더욱 견고히 결합시킬 수 있다.
한편, 상기 마그네트(320)의 상면에는 상기 마그네트(320)와 상호작용으로 전자기력을 발생시키는 코일(330)을 거쳐 상기 마그네트(320)로 흐르는 자속을 원활하게 형성하도록 하는 요크플레이트(380)가 결합될 수 있다.
추가로, 상기 마그네트(320)가 상기 브라켓(314)에 결합되므로, 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 탄성부재(150)의 수용홀(H)은 존재하지 않을 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 선형 진동자를 도시한 개략 단 면도이다.
도 8를 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 선형 진동자(400)는 마그네트(420)를 제외하고는 도 1 내지 도 6을 참조로 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자(100)와 구성 및 효과가 동일하므로 상기 마그네트(420) 이외의 설명은 생략하기로 한다.
마그네트(420)는 제1 마그네트(422) 및 제2 마그네트(424)를 포함할 수 있다.
상기 제1 마그네트(422)는 고정부(410)인 케이스(141) 상부의 내부 밀폐면에 접촉되어 형성될 수 있으며, 상기 제2 마그네트(424)는 브라켓(141)의 상면에 결합되어 형성될 수 있다.
상기 제1 마그네트(422) 및 제2 마그네트(424)는 자기장을 발생시키도록 각각 수직방향으로 상하부가 서로 다른 극으로 착자되어 일정세기의 자력을 발생시키는 원통형의 영구자석일 수 있으며, 상기 제1 마그네트(422) 및 제2 마그네트(424)는 각각 케이스(412)의 내부 밀폐면 및 브라켓(414)의 상부면에 결합될 수 있다.
또한, 상기 제1 마그네트(422) 및 제2 마그네트(424)는 자력을 발생시키도록 같은 극성이 서로 마주보도록 위치할 수 있으며, 이격되어 형성될 수 있다.
극성을 서로 마주보도록 배치되는 상기 제1 마그네트(422) 및 제2 마그네트(424)에 의해 상기 제1 마그네트(422) 및 제2 마그네트(424) 사이에 존재하는 자기력선이 반경 방향 외측으로 퍼져 나가게 되어 자기효율이 높아지게 되며, 특히 상기 제1 마그네트(422) 및 제2 마그네트(424)의 외측에 위치하는 코일(430)이 쇄교되는 곳에 자기력이 집중되게 되어 동일 체적에서 동일한 전류를 소비한다면 단일개의 마그네트에 비해 전자기력을 크게 구현할 수 있고, 보다 큰 진동량을 구현할 수 있다.
다만, 상기 마그네트(420)는 제1 마그네트(422) 및 제2 마그네트(424)로 형성된 것에 한정하지 않으며, 극성이 서로 마주보도록 위치할 수 있는 경우라면 2이상의 마그네트로 형성되어도 무방함을 밝혀둔다.
여기서, 상기 제2 마그네트(424)의 상면에는 상기 제2 마그네트(424)와 상호작용으로 전자기력을 발생시키는 코일(430)을 거쳐 상기 제2 마그네트(424)로 흐르는 자속을 원활하게 형성하도록 하는 요크플레이트(480)가 결합할 수 있다.
다만, 상기 요크플레이트(480)는 상기 제2 마그네트(424)의 상면에 결합되는 것에 한정하지 않으며, 제1 마그네트(422)의 저면과 동시에 또는 개별적으로 결합되어도 무방함을 밝혀둔다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
100, 300, 400: 선형 진동자 110, 310, 410: 고정부
112, 312, 412: 케이스 114, 314, 414: 브라켓
120, 320, 420: 마그네트 130, 330, 430: 코일
140: 질량체 150, 250: 탄성부재
160, 260: 위치고정수용부 162: 제1 위치고정수용부
164, 264: 제2 위치고정수용부 192: 기판

Claims (10)

  1. 소정 크기의 내부공간을 제공하는 고정부;
    상기 내부공간에 배치되어 전자기력을 발생시키는 마그네트와 코일;
    상기 전자기력에 의해 진동하는 질량체; 및
    상기 고정부에 고정되어 상기 질량체의 진동을 매개하는 탄성부재;를 포함하며,
    상기 고정부와 상기 탄성부재는 상기 탄성부재의 초기 위치를 고정시키기 위한 위치고정수용부가 형성되며,
    상기 위치고정수용부는 상기 고정부를 관통하여 형성되는 제1 위치고정수용부 및 상기 탄성부재에 형성되는 제2 위치고정수용부를 포함하고,
    상기 탄성부재는 상기 고정부에 결합하는 고정단, 상기 질량체와 함께 진동하는 자유단 및 상기 고정단과 상기 자유단을 연결하여 탄성력을 제공하는 적어도 하나의 연결스트립부를 포함하며,
    상기 제2 위치고정수용부는 상기 고정단의 내측에서 반경 방향 외측으로 함입되어 형성되는 홈으로 이루어지는 선형 진동자.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 위치고정수용부는 상기 질량체의 진동 축을 기준으로 대칭적으로 형성되는 선형 진동자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 내부공간을 제공하고 하부가 개방된 케이스 및 상기 케이스의 개방된 하부와 결합하는 브라켓을 포함하며,
    상기 위치고정수용부는 상기 케이스와 상기 탄성부재에 형성되는 선형 진동자.
  10. 삭제
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