KR101821670B1

KR101821670B1 - 선형 진동자

Info

Publication number: KR101821670B1
Application number: KR1020160041514A
Authority: KR
Inventors: 김종대; 황근용
Original assignee: 주식회사 이엠텍
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2016-04-05
Publication date: 2018-01-25
Also published as: US10298105B2; US20170288519A1; CN107276360B; CN107276360A; KR20170114503A

Abstract

본 발명은 선형 진동자에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 스프링 구조를 개선한 선형 진동자에 관한 것이다.
본 발명은 판 형상의 브라켓, 브라켓과 결합하며 하부가 개방된 육면체 형상의 케이스, 브라켓 상에 설치되는 회로 기판, 회로 기판 상에 설치되는 코일, 코일과 간격을 두고 코일 상측에 배치되며, 서로 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 자석, 한 쌍의 자석 상면에 부착되는 자석 부착면과, 한 쌍의 자석 부착면을 연결하며, 자석 부착면과 단차를 두고 하측으로 절곡된 연결면을 구비하는 플레이트, 플레이트의 상면에 설치되는 웨이트, 연결면의 상면에 위치하며, 양 단부는 케이스에 고정되고, 중앙부는 연결면에 고정되는 스트립 형상의 스프링을 포함하며, 스프링은 좌우 대칭형상이며, 내측으로 굴곡된 굴곡부를 적어도 한 쌍 구비하는 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.

Description

선형 진동자{LINEAR VIBRATOR}

본 발명은 선형 진동자에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 스프링 구조를 개선한 선형 진동자에 관한 것이다.

휴대폰과 같은 전자기기의 가장 중요한 특징 중 하나인 진동을 발생시키는 수단으로 축이 편심되거나 무게중심이 일측으로 불균형하게 분배된 모터를 회전시켜 진동을 발생시키는 진동모터가 있다. 그러나, 진동모터는 모터 회전시 브러쉬가 세그먼트와 세그먼트 사이의 극간을 지나면서 마찰 및 스파크가 발생되며 이에 따라 수명이 감소되는 등 많은 문제점들이 있었다.

이러한 진동모터의 단점을 극복하기 위하여 개발된 것이 선형 진동자이다. 선형진동자는 스프링에 장착된 진동자가 마그네트와 코일 사이의 전자기력에 의하여 상하 또는 좌우로 직선운동을 하며 진동하기 때문에 진동모터에 비하여 마찰과 마모가 없어 수명이 길다. 또한 소형화가 가능하여 현재 여러 형태로 개발되고 있다.

도 1은 종래의 선형 진동자의 일 예를 도시한 도면이다. 대한민국 등록 특허공보 10-1434554에 개시된 수평형 선형 진동자로, 브라켓(10)과, 케이스(20), 코일(12), 진동체(30), 하우징(40) 및 탄성부재(51)를 포함한다. 도 1에 도시된 종래의 선형 진동자는 탄성부재(51)는 일정체적을 갖는 사각판 형상의 수평판(53)과 상기 수평판(53)의 양 측면 전·후 단부에서 각각 서로 반대방향으로 평단면이 "∨" 및 "∧" 형상을 갖도록 일체로 절곡 형성되어 각각 외팔보 형태로 수평방향으로 탄성 변형되는 V자 형상을 갖는 한 쌍의 판스프링(51c')과 상기 판스프링(51c')의 각 단부 상,하면에서 수평판(53) 측으로 일체로 절곡 형성되어 판스프링(51c')의 상,하단부가 상기 케이스(200)의 천정면과 브라켓(10)의 상면에 각각 용접을 통해 일체로 고정되게 하는 한 쌍의 수평형 용접 고정판(52a)을 포함하여 구성된다.

그러나 종래의 선형 진동자는 중앙에 위치한 진동체(30)에 대해 양측에 설치되는 탄성부재(51)가 대각 방향에 설치되어, 진동체(30)에 탄성부재(51)의 복원력이 가해지는 방향이 진동체(30)의 중심이 아니라, 도 1에 붉은 화살표로 표시된 바와 같이 진동체(30)의 가장자리에 힘이 가해지게 된다. 따라서 미세하나마 진동체(30)에 회전력이 발생할 수 있고, 그에 따라 원치 않는 불규칙적인 움직임을 야기하고, 브라켓(10)과 진동체(30)가 서로 간섭하여 진동 성능이나 안정성이 떨어질 수 있다는 단점이 있었다.

대한민국 공개 특허공보 10-2012-0092248 대한민국 등록 특허공보 10-1434554

본 발명은 대칭형상의 스프링의 중심을 통해 하중을 인가받아 진동체의 회전이나 이상 거동을 방지할 수 있는 선형 진동자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 진동체를 지지하는 스프링을 1개만 구비함으로써, 작업성을 개선하고 단가를 감소할 수 있는 선형 진동자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 진폭의 중심을 편심되게 함으로써 진동자의 진동량을 증가시킬 수 있는 선형 진동자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 판 형상의 브라켓, 브라켓과 결합하며 하부가 개방된 육면체 형상의 케이스, 브라켓 상에 설치되는 회로 기판, 회로 기판 상에 설치되는 코일, 코일과 간격을 두고 코일 상측에 배치되며, 서로 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 자석, 한 쌍의 자석 상면에 부착되는 자석 부착면과, 한 쌍의 자석 부착면을 연결하며, 자석 부착면과 단차를 두고 하측으로 절곡된 연결면을 구비하는 플레이트, 플레이트의 상면에 설치되는 웨이트, 연결면의 상면에 위치하며, 양 단부는 케이스에 고정되고, 중앙부는 연결면에 고정되는 스트립 형상의 스프링을 포함하며, 스프링은 좌우 대칭형상이며, 내측으로 굴곡된 굴곡부를 적어도 한 쌍 구비하는 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 스프링은 중앙부에 다른 부분보다 폭이 좁은 소폭부가 형성된 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 스프링은 좌우 대칭되는 위치에 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 스프링의 중앙부는 홀을 구비하고, 플레이트의 연결면은 홀에 끼워지는 돌기를 구비하며, 스프링의 중앙부 홀에 플레이트의 돌기가 끼워진 상태에서 용접되어 서로 고정되는 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 케이스는 스프링의 양 단부를 인출되는 슬릿을 양측에 구비하는 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 스프링의 양 단부는 홀을 구비하고, 케이스는 인출된 스프링의 양 단부와 접하는 부분에 돌기를 구비하며, 스프링의 양 단부의 홀에 케이스의 돌기가 끼워진 상태에서 용접되어 서로 고정되는 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 스프링의 양 단부는 케이스의 접하는 면을 가압하도록 탄성 변형된 후 케이스에 용접에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 웨이트의 양 단부는 플레이트 및 자석의 측면을 덮으며 하부로 더 연장된 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일 예로, 자석, 플레이트 및 웨이트의 진동 시의 진폭의 중심은 선형 진동자의 기하학적 중심에 대해 편향된 것을 특징으로 하는 선형 진동자를 제공한다.

본 발명이 제공하는 선형 진동자는 스프링의 개수를 1개로 줄여 조립성을 향상시키고 제품 원가를 절감할 수 있으며, 스프링의 설치 위치를 변경하여 진동의 진폭 중심을 제품 중심에 대해 편향시킴으로써 진동량을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 선형 진동자의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자의 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자의 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자가 구비하는 플레이트를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자가 구비하는 스프링을 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자가 구비하는 케이스를 도시한 도면,
도 7은 종래 기술에 따른 선형 진동자의 제품 중심과 진폭 중심을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자의 제품 중심과 진폭 중심을 도시한 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자의 분해 사시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자의 단면도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자는 판 형상의 브라켓(110), 브라켓(110)과 결합하며 하부가 개방된 육면체 형상의 케이스(120)를 구비한다. 브라켓(110)과 케이스(120)가 결합하여 육면체 형상의 공간이 만들어지며, 공간 내에 선형 진동자의 진동을 발생하는 부품들이 설치된다. 먼저, 브라켓(110) 상에는 전기적인 신호를 전달하는 회로 기판(200)이 설치되며, 회로 기판(200) 상에는 회로 기판(200)과 전기적으로 연결되어 전기적인 신호를 전달받는 코일(300)이 설치된다. 코일(300)과 소정 간격을 두고 코일(300)보다 상측에 배치되며, 서로 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 자석(400)이 구비된다. 한 쌍의 자석(400)은 코일(300)에 전기적인 신호가 인가되면 상호 전자기력에 의해 수평 방향으로 진동하게 된다.

한편, 한 쌍의 자석(400)은 플레이트(500)에 부착되어 움직임이 동시에 이루어지는데, 플레이트(500)는 자석(400) 상면에 부착되는 자석 부착면(미도시)과, 한 쌍의 자석 부착면(미도시)을 연결하며, 자석 부착면(미도시)과 단차를 두고 하측으로 절곡된 연결면(미도시)을 구비한다. 또한, 진동의 세기를 증가시키는 웨이트(160)가 플레이트(500)의 상면에 부착되는데, 자석 부착면(미도시)의 상면과는 접촉하나, 연결면(미도시)과는 접촉하지 않도록 설치되어, 연결면(미도시)의 상부에는 스프링(700)을 설치할 수 있는 공간이 마련된다.

스프링(600)은 연결면의 상면에 위치하며, 양 단부는 케이스(120)에 고정되고, 중앙부는 연결면(미도시)에 고정되는 스트립 형상이다. 이때, 스프링(600)은 좌우 대칭형상이며, 내측으로 굴곡된 굴곡부(미도시)를 적어도 한 쌍 구비한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자가 구비하는 플레이트를 도시한 도면이다. 플레이트(500)는 앞서 설명한 바와 같이 자석(400; 도 2 및 도 3 참조) 상면에 부착되는 한 쌍의 자석 부착면(510)과, 자석 부착면(510)을 연결하는 연결면(520)으로 이루어진다. 연결면(520)은 자석 부착면(510)과 단차를 가지며, 자석 부착면(510)보다 하측에 위치한다. 따라서 연결면(520)은 자석(400; 도 2 및 도 3 참조)의 내측면과 접촉하는 한 쌍의 수직면(524)과 수직면(524)을 연결하는 수평면(522)을 포함한다. 연결면(520) 중에서도 수평면(522)의 상부에 스프링(600)의 일부가 위치하게 된다. 스프링(600)의 중앙부는 연결면(520)에 용접에 의해 고정되는데, 연결면(520)에는 용접의 효율을 높이기 위한 구조가 마련되어 있다. 스프링(600)의 용접은 연결면(520)의 수직면(524)에 이루어지는데, 수직면(524)에는 돌기(525)가 마련되어, 돌기가(525) 후술할 스프링(600)의 홀에 삽입된 다음 용접이 이루어지게 된다. 한편, 연결면(520)의 수평면(522)에는 중앙부(523)가 가장자리보다 높도록 단차지게 형성되는데, 중앙부(523)는 후술할 스프링(600)의 소폭부를 지지해주기 위한 구조이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자가 구비하는 스프링을 도시한 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이 스프링(600)은 양 단부(610)는 케이스(120; 도 2 및 도 3 참조)에 고정되고, 중앙부(620)는 플레이트(500; 도 4 참조)의 연결면(520; 도 4 참조)에 고정된다. 중앙부(620)와 양 단부(610) 사이에 좌,우 대칭구조의 굴곡부(630)가 형성된다. 따라서, 자석(400; 도 2 및 도 3 참조)이 수평 방향으로 진동하게 될 때, 연결면(520)과 접하는 중앙부(620)를 통해 스프링(600)에 힘이 가해진다. 좌, 우 대칭구조의 굴곡부(630)가 탄성 변형되었다가 복원되며 선형 진동자의 진동체(자석, 플레이트 및 웨이트)가 진동하도록 도와준다. 이때, 스프링(600)에 힘이 가해지는 위치와, 스프링(600)의 대칭 중심이 일치하기 때문에, 진동체에 편진동이나 이상 진동이 발생할 염려가 적다.

한편, 스프링(600)의 중앙부(620)에는 다른 부분들보다 폭이 좁은 소폭부(622)가 형성된다. 소폭부(622)는 스프링(600)의 탄성 계수를 낮춰주어 진동체의 진폭을 증가시켜줄 수 있다는 장점이 있다. 이때, 굴곡부(630)는 변형량이 많기 때문에 굴곡부(630)에 소폭부를 형성할 경우 피로 파괴될 염려가 크고, 양 단부(610)에서는 변형되지 않는 부분이기 때문에 소폭부를 형성하여도 탄성 계수와 무관하다.

한편, 소폭부(622)와 굴곡부(630) 사이에는 스프링(600)의 길이 방향을 따라 길게 홀(624)이 형성된다. 홀(624) 역시 스프링(600)의 탄성 계수를 낮춰주어 진동체의 진폭을 증가시키기 위한 것이다. 홀(624) 역시 좌, 우 대칭되는 위치에 대칭되는 형상으로 형성된다. 본 발명의 일 실시예에서는 홀(624)이 길게 좌, 우 하나씩 형성되었으나, 복수 개의 홀이 형성되어도 무방하다.

한편 스프링(600)의 중앙부에는 홀(623)이 구비되는데, 앞서 기술한 바와 같이 플레이트(500)의 연결면(520)의 돌기(525)가 홀(623)에 삽입된 상태에서 용접됨으로써, 용접 효율을 높일 수 있다.

또한, 스프링(600)의 양 단부(610)에도 홀(612)이 각각 마련되며, 후술할 케이스(120)에 마련된 돌기가 삽입된 상태에서 용접이 이루어지게 된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자가 구비하는 케이스를 도시한 도면이다. 케이스(120)는 스프링(600)의 양 단부(610)를 인출할 수 있는 슬릿(122)을 양측에 구비한다. 스프링(600)의 양 단부(610)는 슬릿(122)을 통해 인출되어 스프링 지지면(124)에 지지된다. 스프링 지지면(124)은 바람직하게는, 케이스(120)의 외면과 단차를 가지며, 스프링(600)의 양 단부(610)가 스프링 지지면(124)에 위치할 때, 케이스(120)의 외면보다 돌출되는 것을 방지할 수 있다.

스프링 지지면(124)에는 앞서 설명한 바와 같이 용접을 위한 돌기(126)가 마련되며, 돌기(126)가 스프링(600)의 양 단부(610)에 형성된 홀(612)에 삽입된 상태에서 스프링(600)과 케이스(120)의 용접이 이루어지게 된다.

한편, 스프링(600)의 조립 전, 스프링(600)의 양 단부(610) 사이의 거리는, 케이스(120)의 스프링 지지면(124) 사이의 거리보다 짧다. 즉, 스프링(600)이 케이스(120)의 스프링 지지면(124)에 결합될 경우, 스프링(600)이 스프링 지지면(124)을 가압하여 스프링(600)의 고정력을 증가시킬 수 있다.

다시, 도 3을 참조하면, 웨이트(160)는 양 단부가 플레이트 및 자석의 외측면을 덮으며 하부로 더 연장된다. 그에 따라 무게를 양 단부로 집중시킬 수 있어 진동량을 증가시킬 수 있다는 장점이 있다.

한편, 본 발명에 따른 선형 진동자는 자석, 플레이트 및 웨이트, 즉 진동체의 진동 시의 진폭의 중심이 선형 진동자의 기하학적 중심에 대해 일 측으로 편향된 것이 특징이다. 진폭의 중심은 스프링(600)의 중앙부가 위치한 측으로 편향되어, 진동량이 더 증가된 것이 특징이다.

도 7은 종래 기술에 따른 선형 진동자의 제품 중심과 진폭 중심을 도시한 도면이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 진동자의 제품 중심과 진폭 중심을 도시한 도면이다. 종래 기술에 따른 선형 진동자는 스프링이 2개소에 설치됨에 따라 진폭의 중심도 2개소로 대칭 분산되어 있으며, 최종 진폭 중심은 제품 중심과 동일하다. 반면, 본 발명에 따른 선형 진동자는 제품 중심에 대해 진폭 중심이 일 측으로 편향되어 있어 진동량을 증가시킬 수 있다는 장점이 있다. 또한 본 발명에 따른 선형 진동자는 스프링의 개수를 1개로 줄임으로써, 제품 조립시 작업성을 개선하고, 단가를 감소시킬 수 있다는 장점이 있다.

Claims

판 형상의 브라켓;
브라켓과 결합하며 하부가 개방된 육면체 형상의 케이스;
브라켓 상에 설치되는 회로 기판;
회로 기판 상에 설치되는 코일;
코일과 간격을 두고 코일 상측에 배치되며, 서로 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 자석;
한 쌍의 자석 상면에 부착되는 자석 부착면과, 한 쌍의 자석 부착면을 연결하며, 자석 부착면과 단차를 두고 하측으로 절곡된 연결면을 구비하는 플레이트;
플레이트의 상면에 설치되는 웨이트;
한 쌍의 자석 사이를 가로지르도록 연결면의 상면에 위치하며, 양 단부는 케이스에 고정되고, 중앙부는 연결면에 고정되는 스트립 형상의 스프링;을 포함하며,
스프링은 좌우 대칭형상이며, 내측으로 굴곡된 굴곡부를 적어도 한 쌍 구비하고,
스프링의 중앙부는 홀을 구비하고, 플레이트의 연결면은 홀에 끼워지는 돌기를 구비하며,
스프링의 중앙부 홀에 플레이트의 돌기가 끼워진 상태에서 용접되어 서로 고정되는 것을 특징으로 하는 선형 진동자.
제1항에 있어서,
스프링은 중앙부에 다른 부분보다 폭이 좁은 소폭부가 형성된 것을 특징으로 하는 선형 진동자.
제1항에 있어서,
스프링은 좌우 대칭되는 위치에 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 선형 진동자.
삭제
제1항에 있어서,
케이스는 스프링의 양 단부가 인출되는 슬릿을 양측에 구비하는 것을 특징으로 하는 선형 진동자.
제5항에 있어서,
스프링의 양 단부는 홀을 구비하고, 케이스는 인출된 스프링의 양 단부와 접하는 부분에 돌기를 구비하며,
스프링의 양 단부의 홀에 케이스의 돌기가 끼워진 상태에서 용접되어 서로 고정되는 것을 특징으로 하는 선형 진동자.
제5항에 있어서,
스프링의 양 단부는 케이스의 접하는 면을 가압하도록 탄성 변형된 후 케이스에 용접에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 선형 진동자.
제1항에 있어서,
웨이트의 양 단부는 플레이트 및 자석의 측면을 덮으며 하부로 더 연장된 것을 특징으로 하는 선형 진동자.
제1항에 있어서,
자석, 플레이트 및 웨이트의 진동 시의 진폭의 중심은 선형 진동자의 기하학적 중심에 대해 편향된 것을 특징으로 하는 선형 진동자.