KR101796093B1 - 선형 진동자 - Google Patents

Abstract

선형 진동자는 수납공간을 형성하는 케이스; 상기 케이스 내에 고정된 마그네트를 포함하는 고정자; 상기 케이스 내에 수납되며 상기 마그네트와 마주하게 배치된 코일 블럭, 상기 코일 블럭을 고정하는 웨이트 및 상기 웨이트에 고정되며 상기 코일 블럭과 전기적으로 연결되며 한 쌍의 접속 단자들이 형성된 제1 회로 기판을 포함하는 진동자; 상기 진동자를 상기 케이스 내에서 탄력적으로 지지하는 탄성 유닛; 및 상기 케이스 사이에 개재된 제2 회로 기판 및 상기 제2 회로 기판에 전기적으로 접속되며 상기 각 접속 단자들과 슬라이딩 되면서 전기적으로 접속되는 브러쉬들을 포함하는 브러쉬 유닛을 포함한다.

Description

선형 진동자{LENEAR VIBRATOR}

본 발명은 선형 진동자에 관한 것이다.

최근 들어, 휴대폰, 스마트 폰, 스마트 패드, 게임기 콘트롤러 등에는 진동을 발생하는 진동 장치가 널리 장착되고 있다.

일반적인 진동 장치는 진동자가 고정자에 대하여 상하로 움직이면서 진동을 발생시키는데, 진동자가 고정자에 대하여 상하로 움직이면서 진동을 발생시킬 경우, 진동력이 작고 진동 장치의 부피가 크게 증가 되는 문제점을 갖는다.

본 발명은 수평방향으로 진동을 발생시켜 부피는 크게 감소 시키고, 진동량은 크게 증가 시킨 선형 진동자를 제공한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일실시예로서, 선형 진동자는 수납공간을 형성하는 케이스; 상기 케이스 내에 고정된 마그네트를 포함하는 고정자; 상기 케이스 내에 수납되며 상기 마그네트와 마주하게 배치된 코일 블럭, 상기 코일 블럭을 고정하는 웨이트 및 상기 웨이트에 고정되며 상기 코일 블럭과 전기적으로 연결되며 한 쌍의 접속 단자들이 형성된 제1 회로 기판을 포함하는 진동자; 상기 진동자를 상기 케이스 내에서 탄력적으로 지지하는 탄성 유닛; 및 상기 케이스 사이에 개재된 제2 회로 기판 및 상기 제2 회로 기판에 전기적으로 접속되며 상기 각 접속 단자들과 슬라이딩 되면서 전기적으로 접속되는 브러쉬들을 포함하는 브러쉬 유닛을 포함한다.

본 발명에 따른 선형 진동자에 의하면, 수평 진동을 구현하여 부피를 감소시키고, 케이스를 자성체로 형성하여 진동력을 향상시키고, 케이스에 마그네트를 고정하고 마그네트 상부에서 코일 블럭이 진동하도록 하여 마그네트의 부피를 감소시켜 생산 코스트를 크게 감소시키는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선형 진동자의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 선형 진동자의 조립 평면도이다.
도 3은 도 2의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 2의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 도 1의 하부 케이스, 마그네트 및 플랙시블 회로 기판을 발췌 도시한 평면도이다.
도 6은 도 1의 브러쉬를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 1의 선형 진동자의 진동자의 분해 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선형 진동자의 분해 사시도이다. 도 2는 도 1의 선형 진동자의 조립 평면도이다. 도 3은 도 2의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 4는 도 2의 II-II' 선을 따라 절단한 단면도이다. 도 5는 도 1의 하부 케이스, 마그네트 및 브러쉬 유닛을 발췌 도시한 평면도이다. 도 6은 도 1의 브러쉬를 도시한 사시도이다. 도 7은 도 1의 선형 진동자의 진동자의 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 선형 진동자(100)는 케이스(10), 고정자(20), 진동자(30), 탄성 유닛(40) 및 브러쉬 유닛(50)을 포함한다.

케이스(10)는 고정자(20), 진동자(30), 탄성 유닛(40) 및 브러쉬 유닛(50)을 수납하기 위한 수납공간을 형성한다.

케이스(10)는 상부 케이스(5) 및 하부 케이스(9)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 상부 케이스(5) 및 하부 케이스(9)는 후술 될 고정자인 마그네트로부터 발생된 자기장의 누설을 방지하기 위해 자성체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 케이스(10)는 자기장을 차단하는 금속판을 프레스 가공하여 형성할 수 있다.

상부 케이스(5)는 상부판(1) 및 상부판(1)의 양쪽 테두리에 상호 마주하게 형성된 상부 측면판(2,3)들을 포함한다.

하부 케이스(9)는 하부판(6) 및 하부판(6)의 양쪽 테두리에 상호 마주하게 형성된 하부 측면판(7,8)들을 포함한다.

상부 케이스(5)의 상부 측면판(2,3)들 및 하부 케이스(9)의 하부 측면판(7,8)들은 상호 맞물리게 결합 되어 상부 케이스(5) 및 하부 케이스(9)에는 수납공간이 형성된다.

고정자(20)는 케이스(10) 내부의 중앙에 고정되며, 본 발명의 일실시예에서, 고정자(20)는 마그네트를 포함한다. 마그네트는, 예를 들어, 얇은 두께를 갖는 직육면체 형상으로 형성된다.

마그네트를 포함하는 고정자(20)는, 예를 들어, 하부 케이스(9)의 하부판(6) 상에 고정된다.

도 1 및 도 7을 참조하면, 진동자(30)는 코일 블럭(32), 웨이트(34) 및 제1 회로 기판(36)을 포함한다.

코일 블럭(32)은 내부에 슬릿 형상의 개구가 형성되도록 절연 수지로 절연된 전선을 권선한 구조를 갖고, 코일 블럭(32)에 전류가 인가됨으로써 코일 블럭(32)으로부터는 자기장이 발생 된다.

코일 블럭(32)은 마그네트를 포함하는 고정자(20)와 마주하게 배치되며, 코일 블럭(32) 및 고정자(20)는 상호 소정 간격 이격된다.

웨이트(34)는 중앙에 코일 블럭(32)을 수납하는 수납공간을 갖으며, 웨이트(34)는 선형 진동자(100)의 진동력을 증가시키는 역할을 한다. 웨이트(34)의 대향 하는 양쪽 측면에는 각각 돌출부(35)가 형성되며, 돌출부(35)는 웨이트(34)의 중심을 기준으로 웨이트(34)의 대향하는 양쪽 측면들에 대칭 형상으로 형성된다. 웨이트(34)의 돌출부(35)들은 후술 될 댐핑 마그네트와 마주한다.

제1 회로 기판(36)은 코일 블럭(32)과 전기적으로 연결되며, 코일 블럭(32)은 제1 회로 기판(36)에 고정된다. 코일 블럭(32)이 고정된 제1 회로 기판(36)은 웨이트(34)의 일측에 고정된다.

본 발명의 일실시예에서, 제1 회로 기판(36)은 리지드 회로 기판(rigid circuit substrate) 또는 플랙시블 회로 기판(flexible circuit substrate)를 포함할 수 있다.

한편, 고정자(20)와 마주하는 제1 회로 기판(36)의 후면에는 코일 블럭(32)과 전기적으로 연결되는 한 쌍의 접속 단자(37)들이 형성되며, 접속 단자(37)들은 후술 될 브러쉬 유닛(50)과 전기적으로 연결된다.

접속 단자(37)는 브러쉬 유닛(50)의 브러쉬와의 전기적 접점을 향상시키기 위하여, 접속 단자(37)에는 은 합금 도금막, 은 도금막, 금 합금 도금막, 금 도금막 중 하나가 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 선형 진동자(100)는 케이스(10)에 고정된 고정자(20)가 마그네트를 포함하며, 진동자(30)는 코일 블럭(32)을 포함한다.

이와 반대로 케이스(10)에 코일 블럭(32)이 고정되고, 코일 블럭(32) 상부에 진동자로서 마그네트가 배치되고, 케이스(10)가 자성체로 이루어질 경우, 마그네트의 자속 누설을 방지하여 진동력을 향상시킬 수 있다.

그러나, 조립 도중 마그네트의 중심이 케이스(10)의 상부 케이스(5) 또는 하부 케이스(9) 중 어느 하나에 편향되게 배치될 경우, 진동하는 마그네트가 상부 케이스(5) 또는 하부 케이스(9)에 흡인되어 진동자(30)의 진동 특성이 크게 감소된다.

이와 같은 문제점을 해결하고자 상부 케이스(5) 또는 하부 케이스(9)를 비자성체로 형성할 경우, 진동력이 감소되어 진동량에 대한 주파수 응답 곡선에 피크부가 발생 되어 공진 주파수의 미세한 변동에도 진동량이 급격히 변경된다.

또한, 상부 케이스(5) 또는 하부 케이스(9)를 비자성체로 형성할 경우, 선형 진동자(100)와 인접하게 배치된 스피커 등에 장착된 마그네트로부터 발생된 자기장에 의한 간섭에 의하여 진동자(30)의 진동 방향이 왜곡되고, 진동량이 감소되거나 케이스(10)에 진동자(30)가 충돌될 수 있다.

또한, 진동자로 마그네트를 사용할 경우 마그네트의 부피가 크게 증가되어 이로 인해 생산 원가가 크게 증가 된다.

본 발명의 일실시예에서는 케이스(10)에 고정된 고정자(20)가 마그네트를 포함하고, 진동자(30)가 코일 블럭(32)을 포함할 경우, 케이스(10)를 모두 자성체로 형성할 수 있고, 케이스(10)를 자성체로 형성함에 따라 외부 스피커 등에 장착된 마그네트로부터 발생된 자기장을 차단하여 간섭을 방지할 수 있으며, 마그네트의 부피를 크게 감소시켜 생산 원가를 감소시킬 수 있다.

도 1 및 도 7을 다시 참조하면, 탄성 유닛(40)은 백 요크부(42) 및 스프링부(44,46)들을 포함한다.

백 요크부(42)는 웨이트(34)를 덮는 플레이트 형상으로 형성되며, 백 요크부(42)는 웨이트(34)의, 제1 회로 기판(36)이 고정되는 측과 반대 측에 고정된다.

스프링부(44,46)들은 백 요크부(42)의 대향하는 양쪽 측면들에 백 요크부(42)의 중심에 대하여 대칭 형상으로 형성되며, 스프링부(44,46)들은 직육면체 플레이트를 적어도 한번 절곡 한 형상을 갖는다.

본 발명의 일실시예에서, 탄성 유닛(40)의 백 요크부(42) 및 스프링부(44,46)들은 일체로 형성되며, 탄성 유닛(40)의 백 요크부(42) 및 스프링부(44,46)들은 프레스 가공 등에 의하여 제조될 수 있다.

탄성 유닛(40)의 백 요크부(42) 및 스프링부(44,46)들을 프레스 가공 등에 의하여 일체로 형성할 경우, 백 요크부(42)와 스프링부(44,46)들이 연결되는 부분은 스프링부(44,46)들의 작용에 의하여 쉽게 피로 파괴될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 탄성 유닛(40)은 백 요크부(42) 및 스프링부(44,46)들이 연결되는 부분에 배치되어 스프링부(44,46)의 파손을 방지하는 스프링 가이드(48)를 포함할 수 있다.

스프링 가이드(48)는, 예를 들어, 'L' 자형 브라켓 형상으로 형성되며, 스프링 가이드(48)의 일측은 백 요크부(42)에 고정되고, 스프링 가이드(48)의 상기 일측과 대향 하는 타측은 스프링부(44,46)에 고정된다.

한편, 본 발명의 일실시예에서, 마그네트를 포함하는 고정자(20)가 케이스(10)에 고정되고, 마그네트 상부에 배치된 진동자(30)가 코일 블럭(32)을 포함할 경우, 진동하는 진동자(30)의 코일 블럭(32)에 구동 신호를 인가하는 부재를 필요로 한다.

도 1, 도 5 및 도 6을 참조하면, 브러쉬 유닛(50)은 외부로부터 인가된 구동 신호를 진동자(30)의 코일 블럭(32)과 연결된 제1 회로 기판(36)의 접속 단자(37)들로 인가하는 역할을 한다.

브러쉬 유닛(50)은 제2 회로 기판(52) 및 브러쉬(54)들을 포함한다.

제2 회로 기판(52)은 하부 케이스(9)의 하부판(6) 상에 배치되며, 제2 회로 기판(52) 중 고정자(20)인 마그네트와 겹치는 부분에는 개구가 형성된다.

브러쉬(54)들은 고정자(20)의 양쪽에 대응하는 제2 회로 기판(52)에 배치되며, 브러쉬(54)들은 제2 회로 기판(52)과 마주하게 배치된 제1 회로 기판(36)의 각 접속 단자(37)들과 대응하는 위치에 형성된다.

각 브러쉬(54)들은 제1 회로 기판(36)의 각 접속 단자(37)들과 슬라이딩 되면서 전기적으로 접속된다.

도 6을 참조하면, 각 브러쉬(54)는 브러쉬 몸체(55), 절곡부(56) 및 접점부(57)를 포함한다.

브러쉬 몸체(55)는 제2 회로 기판(52)에 전기적으로 접속되며, 절곡부(56)는 브러쉬 몸체(55)에 형성된 접점부(57)가 탄력적으로 제1 회로 기판(36)의 각 접속 단자(37)들과 접속되도록 브러쉬 몸체(55)로부터 절곡된 부분이며, 접점부(57)는 제1 회로 기판(36)의 각 접속 단자(37)들과 접속되며, 접점부(57)는 2 개로 갈라진 형상으로 형성된다. 본 발명의 일실시예에서, 접점부(57)는 고정자(20)인 마그네트의 상면 보다 높은 위치에 배치된다.

한편, 브러쉬(54)의 접점부(57)가 제1 회로 기판(36)의 진동에도 각 접속 단자(37)와 접속되도록 하기 위해 제1 회로 기판(36)의 각 접속 단자(37)의 길이는 진동자(30)의 진동폭 이상의 길이로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에서, 선형 진동자(100)는 도 5에 도시된 바와 같이 댐핑 마그네트(60)를 더 포함할 수 있다.

댐핑 마그네트(60)는, 예를 들어, 진동자(30)의 웨이트(34)로부터 돌출된 돌출부(35)와 마주하는 하부 케이스(9)의 하부 측면판(7,8)들에 각각 고정되며, 댐핑 마그네트(60)에는 충격을 흡수하는 자성 유체가 배치된다. 자성 유체는 자기장에 의하여 흡인되며 자성 유체는 외부에서 가해진 충격을 흡수한다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 수평 진동을 구현하여 부피를 감소시키고, 케이스를 자성체로 형성하여 진동력을 향상시키고, 케이스에 마그네트를 고정하고 마그네트 상부에서 코일 블럭이 진동하도록 하여 마그네트의 부피를 감소시켜 생산 코스트를 크게 감소시키는 효과를 갖는다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

100...선형 진동자 10...케이스
20...고정자 30...진동자
40...탄성 유닛 50...브러쉬 유닛
60...댐핑 마그네트

Claims (10)

1. 수납공간을 형성하도록, 상부 케이스 및 상기 상부 케이스와 결합되는 하부 케이스를 포함하며, 자성체로 형성되는 케이스;
   상기 케이스 내 하부판의 중앙에 고정된 마그네트를 포함하는 고정자;
   상기 케이스 내에 수납되며 상기 마그네트와 마주하게 배치된 코일 블럭, 상기 코일 블럭을 수납하는 수납공간을 중앙에 갖는 웨이트 및 상기 웨이트에 고정되며 상기 코일 블럭과 전기적으로 연결되며 상기 마그네트의 양쪽에 각각 배치된 한 쌍의 접속 단자들이 형성된 제1 회로 기판을 포함하는 진동자;
   상기 제1 회로 기판이 고정되는 측과 반대측에서 상기 웨이트를 덮는 플레이트 형상으로 형성되어 상기 웨이트에 고정되는 백 요크부, 상기 백 요크부의 양쪽에 상기 백 요크부의 중심에 대하여 대칭 형상으로 각각 형성되고 플레이트가 적어도 한 번 절곡된 형상으로 탄성력을 갖고 프레스 가공에 의해 상기 백 요크부와 일체로 형성되는 스프링부를 포함하고, 상기 진동자를 상기 케이스 내에서 탄력적으로 지지하는 탄성 유닛; 및
   상기 케이스의 하부판 상에 배치되며 상기 고정자의 마그네트가 겹치지 않도록 개구가 형성된 제2 회로 기판 및 상기 제2 회로 기판에 전기적으로 접속되며 상기 제1 회로 기판의 후면에 형성된 각 접속 단자들과 슬라이딩 되면서 전기적으로 접속되는 브러쉬들을 포함하는 브러쉬 유닛;을 포함하는 선형 진동자.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 각 브러쉬는 상기 제2 회로 기판에 전기적으로 접속된 브러쉬 몸체, 상기 브러쉬 몸체로부터 절곡되어 탄성력을 갖는 절곡부 및 상기 절곡부의 단부에 형성되며 상기 각 접속 단자들과 접촉되는 한 쌍의 접점부를 포함하는 선형 진동자.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 탄성 유닛은 상기 백 요크부 및 상기 각 스프링부의 연결 부분에 배치되어 상기 각 스프링부가 상기 백 요크부로부터 파손 되는 것을 방지하는 스프링 가이드를 포함하는 선형 진동자.
7. 제1항에 있어서,
   상기 진동자 및 상기 케이스 사이에는 한 쌍의 댐핑 마그네트들이 대각선 방향으로 배치되며, 상기 웨이트 중 상기 각 댐핑 마그네트들과 대응하는 부분에는 각각 돌출부가 형성된 선형 진동자.
8. 제7항에 있어서,
   상기 댐핑 마그네트들에는 자성 유체가 배치된 선형 진동자.
9. 제1항에 있어서,
   상기 브러쉬에 접촉된 접속 단자의 길이는 상기 진동자의 진동폭보다 긴 길이로 형성된 선형 진동자.
10. 제1항에 있어서,
    상기 접속 단자에는 상기 브러쉬와의 전기적 접점을 향상시키기 위한 은 합금 도금막, 은 도금막, 금 합금 도금막 및 금 도금막 중 어느 하나가 형성된 선형 진동자.

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