KR101679015B1 - 소형 멀티 바이브레이터 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소형 멀티 바이브레이터 유닛에 관한 것으로, 원통형 내부 하우징(180)의 상측 개구부에 설치되는 진동판(110);과, 상기 진동판의 하측에 설치되며, 전기 신호가 인가되는 보이스 코일(120);과, 상기 내부 하우징(180)의 하측에 설치된 탄성 지지부재(170)에 의하여 지지되는 마그네트 홀더(160);와, 상기 마그네트 홀더(160)에 상기 보이스 코일(120)이 인입될 수 있는 소정 공간(s)을 가지도록 소정 간격 이격되어 동심(同心)을 가지도록 설치되는 외륜 마그네트(140) 및 내륜 마그네트(150); 를 포함하여 구성되되, 상기 외륜 마그네트(140) 및 내륜 마그네트(150)는 상기 공간(s)에 균일한 자기장을 공급할 수 있는 체적을 각각 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 소형 멀티 바이브레이터 유닛(100)에 관한 것이다.

Description

소형 멀티 바이브레이터 유닛{Mini-Multi Vibrator Unit}

본 발명은 소형 멀티 바이브레이터 유닛에 관한 것으로, 원통형 하우징(180)의 상측 개구부에 설치되는 진동판(110);과, 상기 진동판의 하측에 설치되며, 전기 신호가 인가되는 보이스 코일(120);과, 상기 하우징(180)의 하측에 설치된 탄성 지지부재(170)에 의하여 지지되는 마그네트 홀더(160);와, 상기 마그네트 홀더(160)에 상기 보이스 코일(120)이 인입될 수 있는 소정 공간(s)을 가지도록 소정 간격 이격되어 동심(同心)을 가지도록 설치되는 외륜 마그네트(140) 및 내륜 마그네트(150); 를 포함하여 구성되되, 상기 외륜 마그네트(140) 및 내륜 마그네트(150)는 상기 공간(s)에 균일한 자기장을 공급할 수 있는 체적을 각각 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 소형 멀티 바이브레이터 유닛(100)에 관한 것이다.

일반적으로, 골진동 이어폰 도는 진동 모터 등에 널리 사용되는 멀티 바이브레이터에 관하여는, 하기 특허문헌 1의 "진동 이어폰 유닛(대한민국 등록특허 제10-0931022호)"을 포함한 다수의 기존 발명들의 구성이 개시되어 있다.

그러나, 이러한 기존 발명들은 일반적인 공기 전달 방식의 스피커 유닛보다 현저히 떨어지는 에너지 효율을 보상하기 위하여, 도 1에 나타낸 것과 같이 동심(同心)을 가지는 외륜 마그네트(5)와 내륜 마그네트(6)로 구성되면서 상기 외륜 마그네트(5)와 내륜 마그네트(6)가 동일한 두께를 가지도록 제작되는 것이 일반적인 바, 이 경우, 특히 중공 실린더 형상으로 제작되는 외륜 마그네트(5)의 구조적 강성을 확보하면서 외륜 마그네트(5)와 내륜 마그네트(6)의 자력을 같게 하기 어렵다는 구조적 한계가 존재한다. 따라서, 골진동 이어폰 도는 소형 바이브레이터(진동 모터) 등과 같이 최대 직경에 제한이 있는 구조에 사용되는 경우 소정의 직경 제한 내에서 외륜 마그네트(6)를 구형하는 경우, 소정의 간격을 두고 상기 외륜 마그네트(6)의 내측에 동심이 되도록 설치되는 내륜 마그네트(5)의 직경 역시 제한을 받을 수 밖에 없게 된다. 따라서, 외측에 설치되는 외륜 마그네트(6)와 내측에 설치되는 내륜 마그네트(5)는 그 체적에 있어서 큰 차이를 가지게 되는 경우가 대부분이며, 그에 따라 제공하는 자력에 있어서도 큰 차이가 발생할 수 밖에 없었다.

이러한 외륜 마그네트(6)와 내륜 마그네트(5)의 체적의 차이는 필연적으로 도 2에 나타낸 것과 같이 외륜 마그네트(6)로부터 공급되는 자기장의 분포와 내륜 마그네트(5)로부터 공급되는 자기장의 분포에 차이를 가져오게 되며, 이와 같이 불균형한 자기장의 분포에 의하여 보이스 코일(2)에 가해진 전기 신호에 따라 발생되는 구동력에는 도 2에서 흰색 화살표로 표시한 상하 구동력 이외에 도 2에서 검은 색 화살표로 표시한 것과 같이 측방향의 구동력이 필연적으로 발생할 수 밖에 없게 된다. 즉, 보이스 코일(2)에 가해진 전기 신호중 상당 부분이 상하 구동력이 아닌 불필요한 측방향 구동력을 발생시키는 데 손실되므로 구동 효율이 극히 떨어질 수 밖에 없다는 문제점이 있었다.

이에 더하여, 이와 같은 측방향 구동력은 각각의 부분에서 불균일하게 발생하므로, 전달된 전기신호가 진동 또는 음향으로 재생되는 경우 재생되는 음향 증에 필연적으로 왜곡이 발생할 수밖에 없다는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-0931022호

본 발명은 상기한 기존 발명의 문제점을 해결하여, 외륜 마그네트와 내륜 마그네트의 체적을 거의 동일하게 제작하도록 하여 외륜 마그네트와 내륜 마그네트로부터 각각 제공되는 자기장이 외륜 마그네트와 내륜 마그네트 사이의 공간에 균일한 자기장 분포를 형성하도록 하는 것에 따라, 보이스 코일에 인가되는 전기신호에 따른 불필요한 방향의 구동력이 발생하는 것을 억제하여 대부분의 전기 신호 입력이 상하 방향의 구동력으로 변환되도록 하여 그 작동 효율을 최대화할 수 있는 소형 멀티 바이브레이터 유닛를 제공하는 것을 그 과제로 한다.

또한, 전달된 전기신호가 진동 또는 음향으로 재생되는 경우 측방향 구동력 발생에 따른 왜곡을 방지하여 재생되는 음향 등의 왜곡을 방지하는 것이 가능한 소형 멀티 바이브레이터 유닛를 제공하는 것을 그 과제로 한다.

상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 소형 멀티 바이브레이터 유닛는, 원통형 하우징(180)의 상측 개구부에 설치되는 진동판(110);과, 상기 진동판의 하측에 설치되며, 전기 신호가 인가되는 보이스 코일(120);과, 상기 하우징(180)의 하측에 설치된 탄성 지지부재(170)에 의하여 지지되는 마그네트 홀더(160);와, 상기 마그네트 홀더(160)에 상기 보이스 코일(120)이 인입될 수 있는 소정 공간(s)을 가지도록 소정 간격 이격되어 동심(同心)을 가지도록 설치되는 외륜 마그네트(140) 및 내륜 마그네트(150); 를 포함하여 구성되되, 상기 외륜 마그네트(140) 및 내륜 마그네트(150)는 상기 공간(s)에 균일한 자기장을 공급할 수 있는 체적을 각각 가지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외륜 마그네트(140) 및 상기 내륜 마그네트(150)는 서로 ±5% 이내의 체적 차이를 가지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외륜 마그네트(140) 및 상기 내륜 마그네트(150)는 그 상측이 동일한 높이에 위치하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내륜 마그네트(150)는 상기 마그네트 홀더(160)의 중심에 함입되어 형성된 내룬 마그네트 장착홈부(161)에 삽입되어 장착되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 탄성 지지부재(170)는 2개 이상의 나선형 리브(171)를 구비하는 스파이럴 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기한 기존 발명의 문제점을 해결하여, 외륜 마그네트와 내륜 마그네트의 체적을 거의 동일하게 제작하도록 하여 외륜 마그네트와 내륜 마그네트로부터 각각 제공되는 자기장이 외륜 마그네트와 내륜 마그네트 사이의 공간에 균일한 자기장 분포를 형성하도록 하는 것에 따라, 보이스 코일에 인가되는 전기신호에 따른 불필요한 방향의 구동력이 발생하는 것을 억제하여 대부분의 전기 신호 입력이 상하 방향의 구동력으로 변환되도록 하여 그 작동 효율을 최대화할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 전달된 전기신호가 진동 또는 음향으로 재생되는 경우 측방향 구동력 발생에 따른 왜곡을 방지하여 재생되는 음향 등의 왜곡을 방지하는 것이 가능한 것은 물론, 골진동 이어폰 등과 같이 최대 직경에 제한이 있는 구조에 사용되는 경우에도 효율적으로 그 직경을 줄여서 제작하는 것이 가능하다는 장점이 있다.

도 1: 기존 발명의 일 실시예에 의한 바이브레이터의 구조를 나타내는 단면도.
도 2: 기존 발명의 일 실시예에 의한 바이브레이터의 작동상의 문제점을 나타내는 일부 단면 모식도.
도 3: 본 발명의 일 실시예에 의한 소형 멀티 바이브레이터 유닛의 구조를 나타내는 단면도.
도 4: 본 발명의 일 실시예에 의한 소형 멀티 바이브레이터 유닛의 구조를 나타내는 분해 사시도.
도 5 본 발명의 일 실시예에 의한 소형 멀티 바이브레이터 유닛의 작동 상 특징을 나타내는 일부 단면 모식도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 소형 멀티 바이브레이터 유닛를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 발명의 소형 멀티 바이브레이터 유닛는, 도 3 및 도 4에 나타낸 것과 같이, 원형 내부 하우징(180)의 상측 개구부에 설치되는 진동판(110)과, 상기 진동판의 하측에 설치되며, 전기 신호가 인가되는 보이스 코일(120)과, 상기 내부 하우징(180)의 하측에 설치된 탄성 지지부재(170)에 의하여 지지되는 마그네트 홀더(160)와, 상기 마그네트 홀더(160)에 상기 보이스 코일(120)이 인입될 수 있는 소정 공간(s)을 가지도록 소정 간격 이격되어 동심(同心)을 가지도록 설치되는 외륜 마그네트(140) 및 내륜 마그네트(150)를 포함하여 구성된다.

이 경우, 상기 외륜 마그네트(140) 및 내륜 마그네트(150)는 도 5에 나타낸 것과 같이 상기 공간(s)에 균일한 자기장을 공급할 수 있는 체적을 각각 가지도록 구성된다.

이와 같이 상기 공간(s)에 균일한 자기장을 공급할 수 있는 체적을 각각 가지도록 구성하는 실시예로는 다양한 실시예가 가능하며, 그 일 실시예로 상기 외륜 마그네트(140) 및 상기 내륜 마그네트(150)는 서로 ±5% 이내의 체적 차이를 가지도록 구성되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 외륜 마그네트(140) 및 상기 내륜 마그네트(150)가 완전히 동일한 재질 및 단위 체적당 자속 밀도를 가지는 경우, 동일한 체적을 가지도록 구성되는 것이 더욱 바람직하다. 이 경우, 상기 외륜 마그네트(140) 및 상기 내륜 마그네트(150)의 체적을 조절하기 위하여 상기 내륜 마그네트(150)는 도 3에 나타낸 것과 같이 상기 외륜 마그네트(140) 보다 상하로 긴 형상(즉, 높이가 더 높은 형상)을 가지도록 하는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 외륜 마그네트(140)와 상기 내륜 마그네트(150)로부터 각각 제공되는 자기장은 도 5에 나타낸 것과 같이 상기 외륜 마그네트(140)와 상기 내륜 마그네트(150)의 공간(s)에 균일한 자기장 분포를 형성하게 된다. 따라서, 도 5에 나타낸 것과 같이 상기 보이스 코일(120)에 인가되는 전기신호에 따른 불필요한 방향의 구동력이 발생하는 것을 억제하여 대부분의 전기 신호 입력이 도 5에서 흰색 화살표로 표현 한 것과 같이 상하 방향의 구동력으로 변환되므로, 그 작동 효율을 최대화 할 수 있는 것은 물론, 미약한 상기 전기 신호에도 즉각적인 작동이 가능하게 된다.

한편, 상기 외륜 마그네트(140) 및 상기 내륜 마그네트(150)는 그 높이가 다른 형상에도 불구하고 그 상측이 동일한 높이에 위치하도록 구성되도록 하여, 상기 공간(s)에 제공되는 자기장이 군일한 분포를 가지도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 제작 또는 배치 상의 제약에 따라 상기 외륜 마그네트(140)의 상측이 상기 내륜 마그네트(150)의 상측보다 낮은 경우, 그 높이 차이를 상쇄할 수 있도록 도 5에 나타낸 것과 같이 금속 재질 등의 강자성 또는 상자성 재질의 외륜 플레이트(130)가 상기 외륜 마그네트(140)의 상측에 더 설치되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 내륜 마그네트(150)가 상기 외륜 마그네트(140) 보다 상하로 긴 형상(즉, 높이가 더 높은 형상)을 가지는 특성 및 구성 부품을 줄이면서도 더욱 효율적인 구조를 구현할 수 있도록, 상기 내륜 마그네트(150)는 도 3 및 도 4에 나타낸 것과 같이 상기 마그네트 홀더(160)의 중심에 함입되어 형성된 내룬 마그네트 장착홈부(161)에 삽입되어 장착되도록 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 탄성 지지부재(170)는 구동시 균형을 맞추면서 효율적인 구동을 위하여 도 4에 나타낸 것과 같이, 2개 이상의 나선형 리브(171)를 구비하는 스파이럴 스프링으로 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 상기 내부 하우징(180)의 하부를 감싸며 결합되는 컵 모양의 외부 하우징(190)이 구비되는데, 상기 외부 하우징(190)은 내부 하우징(180)의 하부를 감싸며 결합되는 것이 가능하도록 그 내측에 단턱(191)이 형성된다.
상기 탄성 지지부재(170)는 그 테두리 부분이 상기 단턱(191)의 상단에서 상기 내부 하우징(180) 및 외부 하우징(190)에 의해 가압된 상태로 결합되도록 구성된다.

도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 소형 멀티 바이브레이터 유닛
110: 진동판
120: 보이스 코일
130: 외륜 플레이트
140: 외륜 마그네트
150: 내륜 마그네트
160: 마그네트 홀더 161: 내룬 마그네트 장착홈부
170: 탄성 지지부재 171: 나선형 리브
172: 홀더 장착공
180: 내부 하우징
190: 외부 하우징 191: 단턱

Claims (5)

1. 원통형 내부 하우징(180)의 상측 개구부에 설치되는 진동판(110);
   상기 진동판의 하측에 설치되며, 전기 신호가 인가되는 보이스 코일(120);
   상기 내부 하우징(180)의 하측에 설치된 탄성 지지부재(170)에 의하여 지지되는 마그네트 홀더(160);
   상기 마그네트 홀더(160)에 상기 보이스 코일(120)이 인입될 수 있는 소정 공간(s)을 가지도록 소정 간격 이격되어 동심(同心)을 가지도록 설치되는 외륜 마그네트(140) 및 내륜 마그네트(150);
   상기 내부 하우징(180)의 하부를 감싸며 결합되며, 그 내측에 단턱(191)이 형성되는 컵 모양의 외부 하우징(190);을 포함하여 구성되되,
   상기 탄성 지지부재(170)는 그 테두리 부분이 상기 단턱(191)의 상단에서 상기 내부 하우징(180) 및 외부 하우징(190)에 의해 가압된 상태로 결합되도록 구성되며,
   상기 외륜 마그네트(140) 및 내륜 마그네트(150)는 상기 공간(s)에 균일한 자기장을 공급할 수 있는 체적을 각각 가지도록 구성되는 것을 특징으로 하되,
   상기 외륜 마그네트(140) 및 상기 내륜 마그네트(150)는 서로 ±5% 이내의 체적 차이를 가지도록 구성되고,
   상기 내륜 마그네트(150)는 상기 외륜 마그네트(140) 보다 상하로 긴 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 소형 멀티 바이브레이터 유닛(100).
2. 삭제
3. 청구항 제 1항에 있어서,
   상기 외륜 마그네트(140) 및 상기 내륜 마그네트(150)는 그 상측이 동일한 높이에 위치하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 소형 멀티 바이브레이터 유닛(100).
4. 청구항 제 1항 또는 청구항 제 3항에 있어서,
   상기 내륜 마그네트(150)는 상기 마그네트 홀더(160)의 중심에 함입되어 형성된 내룬 마그네트 장착홈부(161)에 삽입되어 장착되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 소형 멀티 바이브레이터 유닛(100).
5. 청구항 제 4항에 있어서,
   상기 탄성 지지부재(170)는 2개 이상의 나선형 리브(171)를 구비하는 스파이럴 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소형 멀티 바이브레이터 유닛(100).
   

Images