KR101857611B1 - 선형진동모터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 선형진동모터는 내부공간이 형성되고, 코어, 상기 코어에 권취된 코일이 포함하는 고정자부와, 상기 코어 및 코일에 대향되는 마그네트, 상기 마그네트에 결합된 중량체를 포함하고, 상기 고정자부의 내부공간에 수용되는 진동자부와, 상기 고정자부와 진동자부를 연결하는 탄성부재를 포함한다.

Description

선형진동모터{Linear Motor}

본 발명은 선형진동모터에 관한 것이다.

일반적인 진동모터는 전자기적 힘의 발생원리를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 진동으로 변환하는 부품으로서, 이동통신 단말기 및 휴대용 단말기 등에 탑재되어 무음 착신 알림용으로 사용되고 있다.

또한, 무선통신 및 모바일폰의 시장이 급속도로 팽창됨에 따라 다양한 기능의 이동통신단말기가 부각되는 추세에 따라, 이동통신단말기의 부품 소형화, 고품질화가 요구되어지는 상황에서 진동모터 또한 기존제품의 단점을 개선하고 품질을 획기적으로 개선시키기 위해 나날이 그 성능 및 기술이 발전되고 있는 실정이다.

아울러, 최근 몇년간 LCD화면이 큰 휴대폰의 출시가 급증하면서, 터치스크린방식이 채택됨에 따라 터치시진동을 발생시키는 용도로 채택되어 그 수요가 증가되어 왔다.

한편, 터치스크린의 터치에 따른 진동에 있어서 특히 요구되는 성능은 첫째 착신시 진동발생에 비하여 사용횟수가 많아짐에 따라 동작수명 시간이 증가되어야 하고, 둘째 화면을 터치하는 속도에 맞추어 진동의 응답속도도 빨라져야 사용자가 터치시 진동을 체감할 수 있다.

상기의 특성을 만족할 수 있는 진동모터인 선형진동모터는 스프링과 상기 스프링에 연결될 진동자부에 의해 결정되는 공진주파수를 갖고 전자기력으로 가진되어 진동을 발생시키게 된다. 그리고 상기 전자기력은 진동자부의 마그네트와 고정자부의 코일에 인가되는 일정 주파수를 갖는 전류와의 상호작용에 의해 발생한다.

그러나, 하기의 선행기술문헌을 포함한 종래기술에 따른 선형진동모터는 코일과 마그네트의 전자기력 만으로 구동력을 발생시킴에 따라 보다 큰 구동력을 충족시킬 수 없는 문제점을 지니고 있다.

KR 2005-0121945 A

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 제1 관점은 마그네트 및 코일의 상호작용으로 인한 전자기력이 발생되고, 이에 더하여, 전자석과 마그네트의 인력 및 척력으로 인해 자기력이 더해져 전체적인 전자기력이 증대된 선형진동모터를 제공하기 위한 것이고,

본 발명의 제2 관점은 고정자부인 코어 및 코일이 내재된 상태로, 상기 마그네트 및 중량체는 선형운동 가능하게 하여 진동변위를 최대한으로 확보할 수 있는 선형진동모터를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 선형진동모터는 내부공간이 형성되고, 코어, 상기 코어에 권취된 코일이 포함하는 고정자부와, 상기 코어 및 코일에 대향되는 마그네트, 상기 마그네트에 결합된 중량체를 포함하고, 상기 고정자부의 내부공간에 수용되는 진동자부와, 상기 고정자부와 진동자부를 연결하는 탄성부재를 포함한다.

또한, 상기 일실시예에 따른 선형진동모터의 상기 고정자부는 상기 코일에 전기적으로 연결된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판이 장착된 브라켓과, 상기 진동자부를 커버하도록 내부공간이 형성되고, 상기 브라켓에 결합되는 케이스를 포함한다.

또한, 상기 일실시예에 따른 선형진동모터의 상기 코어는 일단이 케이스에 결합되고 타단이 브라켓에 결합되도록 기립되어 장착된다.

또한, 상기 일실시예에 따른 선형진동모터의 상기 케이스 및 브라켓의 일면에는 상기 코어가 삽입장착될 수 있도록 홈부 또는 돌출부로 이루어진 코어장착부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 일실시예에 따른 선형진동모터의 상기 고정자부는 상기 진동자부의 진동방향에 대향되는 상기 케이스 및 브라켓의 일면에 각각 장착되는 댐핑부재를 더 포함한다.

또한, 또한, 상기 일실시예에 따른 선형진동모터에 있어서, 상기 진동자부의 마그네트는 원통형상으로 이루어지고 상기 코어 및 코일의 외주부에 위치되도록 중공부가 형성된 제1 마그네트와 제2 마그네트로 이루어진다.

또한, 상기 일실시예에 따른 선형진동모터의 상기 제1마그네트 및 제2 마그네트는 서로 대향되는 면이 동일극으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 일실시예에 따른 선형진동모터의 상기 제1 마그네트와 제2 마그네트에 각각 결합된 요크플레이트를 더 포함한다.

또한, 상기 일실시예에 따른 선형진동모터에 있어서, 상기 진동자부의 중량체는 상기 제1 마그네트 및 제2 마그네트와 각각 결합되는 제1 중량체와 제2 중량체로 이루어진다.

또한, 상기 일실시예에 따른 선형진동모터에 있어서, 상기 제1 중량체와 제2 중량체는 코어 및 코일에 대향되는 내경부에 상기 제1 마그네트와 제2 마그네트와 각각 삽입결합될 수 있도록 마그네트 수용부가 형성된다.

또한, 상기 일실시예에 따른 선형진동모터에 있어서, 상기 제1 중량체와 제2 중량체의 일면에는 고정자부의 케이스 및 브라켓의 댐핑부재에 대향되어 단차부가 각각 형성될 수 있다.

또한, 상기 일실시예에 따른 선형진동모터에 있어서, 상기 제1 중량체와 제2 중량체는 진동자부의 진동방향에 대하여, 탄성부재에 대향되어 각각 도피부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 일실시예에 따른 선형진동모터에 있어서, 상기 탄성부재는 일단이 상기 진동자부의 마그네트에 연결되고, 타단이 고정자부의 케이스에 연결된다.

또한, 상기 일실시예에 따른 선형진동모터에 있어서, 상기 탄성부재는 제1 마그네트 및 제1 중량체와, 제2 마그네트 및 제2 중량체 사이에 결합된다.

또한, 상기 일실시예에 따른 선형진동모터의 상기 탄성부재는 브라켓의 상단부 및 케이스의 하단부에 상단 및 하단이 고정 지지되거나, 브라켓의 상단부 및 케이스의 단차부에 의해 상단 및 하단이 고정지지된다.

본 발명에 따르면 마그네트 및 코일의 상호작용으로 인한 전자기력이 발생되고, 이에 더하여, 전자석과 마그네트의 인력 및 척력으로 인해 자기력이 더해져 전체적인 전자기력이 증대되고, 고정자부인 코어 및 코일이 내재된 상태로, 상기 마그네트 및 중량체는 선형운동 가능하게 하여 진동변위를 최대한으로 확보할 수 있는 선형진동모터를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선형진동모터의 개략적인 단면도.
도 2는 도 1에 도시한 선형진동모터에 있어서 코일과 마그네트 사이의 전자기력을 개략적으로 도시한 설명도.
도 3은 도 1에 도시한 선형진동모터에 있어서, 코어 및 코일과 마그네트 사이의 전자기력을 개략적으로 도시한 설명도.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선형진동모터의 개략적인 단면도이다. 도시한 바와 같이, 상기 선형진동모터(100)는 고정자부(110), 진동자부(120) 및 상기 고정자부(110)와 진동자부(120)을 연결하는 탄성부재로 이루어진다.

그리고 상기 고정자부(110)는 케이스(111), 브라켓(112), 코어(113), 코일(114), 인쇄회로기판(115) 및 댐핑부재(116)을 포함한다.

그리고 상기 진동자부(120)는 마그네트(121), 중량체(122) 및 요크플레이트(123)를 포함하는데, 중앙의 탄성부재(130)를 기준으로 상하 대칭인 형태로서, 탄성부재 위쪽의 상부 진동자부와 탄성부재 아래쪽의 하부 진동자부로 구분된다.

보다 구체적으로, 상기 고정자부의 케이스(111)는 상기 진동자부가 내재되도록 내부공간이 형성되고 브라켓(112)에 고정결합된다.

또한, 상기 코어(113)는 일단이 케이스(111)에 결합되고, 타단이 브라켓(112)에 결합되도록 기립되어 장착된다. 이를 위해 상기 케이스 및 브라켓에는 홈부 또는 돌출부로 이루어진 코어 장착부(111a, 112a)가 형성될 수 있다. 이와같이 이루어짐에 따라 상기 코어(113)는 고정자부의 기둥역할을 하고, 상기 고정자부는 외부충격에 대하여 강성이 증가된다.

또한, 상기 코일(114)은 상기 진동자부(120)의 마그네트(121)에 대향되도록 상기 코어(113)에 권취된다.

또한, 상기 인쇄회로기판(115)는 상기 브라켓(112)에 고정되고 상기 코일(114)에 전기적으로 연결된다.

또한, 상기 댐핑부재(116)는 상기 진동자부(120)의 진동방향에 대향되는 고정자부에 장착되고, 상기 진동자부(120)에 대향되는 상기 케이스(111) 및 브라켓(112)의 일면에 각각 장착될 수 있다.

다음으로 상기 진동자부의 상기 마그네트(121)는 상기 고정자부(110)의 코일(114)에 대향되도록 위치된다. 그리고 상기 마그네트(121)는 원통형상으로 이루어지고 상기 코어 및 코일의 외주부에 위치되도록 중공부가 형성될 수 있다. 그리고 상기 마그네트(121)는 제1 마그네트(121a)와 제2 마그네트(121b)로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 제1 마그네트(121a)와 제2 마그네트(121b)는 자기효율을 높이기 위해 서로 대향되는 면이 동일극으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 중량체(122)는 상기 마그네트(121)에 결합된다. 또한, 상기 중량체(122)는 원통형상으로 이루어지고, 상기 코어 및 코일의 외주부에 위치되도록 중공부가 형성될 수 있다. 그리고 상기 중량체(122)는 상기 제1 마그네트(121a)와 제2 마그네트(121b)와 각각 결합되는 제1 중량체(122a)와 제2 중량체(122b)로 이루어질 수 있다. 제1 중량체(122a)는 상기 제1 마그네트(121a)와 결합하여 상부 진동자부를 형성하고, 제2 중량체(122b)는 상기 제2 마그네트(121b)와 결합하여 하부 진동자부를 형성한다. 그리고 상기 제1 중량체(122a)와 제2 중량체(122b)는 상기 코어 및 코일에 대향되는 내경부에 상기 제1 마그네트(121a)와 제2 마그네트(121b)가 각각 삽입 결합될 수 있도록 마그네트 수용부가 형성될 수 있다. 그리고 상기 마그네트 수용부에 제1 마그네트(121a)와 제2 마그네트(121b)가 각각 삽입 결합됨에 따라 외부 충격에 의한 마그네트의 이탈이나 파손을 방지할 수 있다.

그리고 상기 제1 중량체(122a)와 제2 중량체(122b)의 일면에는 상기 고정자부의 케이스 및 브라켓에 각각 장착된 댐핑부재(116)에 대향되어 단차부(122a",122b")가 각각 형성될 수 있다. 그리고 상기 단차부(122a",122b")는 진동변위를 최대한으로 확보함과 동시에 진동자부가 고정자부에 직접충돌되지 않는 안정한 구조로 구현될 수 있다.

그리고 상기 제1 중량체(122a)와 제2 중량체(122b)는 진동방향에 대하여 상기 탄성부재(130)에 대향되어 각각 도피부(122a',122b')가 형성될 수 있고, 상기 도피부에 의해 탄성부재는 진동자부와의 충돌이 방치되어 고주파 노이즈의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 상기 요크플레이트(123)는 마그네트의 자속누설을 차단하여 자력을 증가시키기 위한 것으로 상기 제1 마그네트 및 제2 마그네트에 각각 결합되는 제1 요크플레이트(123a)와 제2 요크플레이트(123b)로 이루어진다. 보다 구체적으로 상기 제1 요크플레이트(123a)와 제2 요크플레이트(123b)는 서로 대향되는 상기 제1 마그네트 및 제2 마그네트의 일면에 각각 장착된다.

다음으로, 상기 탄성부재(130)는, 중공부를 갖는 판 형상으로서, 상기 진동자부를 고정자부에 연결한다. 보다 구체적으로, 상기 탄성부재(130)의 일단은 진동자부(120)의 마그네트(121)에 연결되고, 타단은 고정자부(110)의 상기 케이스(111)에 연결된다. 그리고 상기 탄성부재(130)는, 도시된 바와 같이, 제1 마그네트(121a) 및 제1 중량체(122a)로 이루어지는 상부 진동자부와 제2 마그네트(121b) 및 제2 중량체(122b)로 이루어지는 하부 진동자부 사이에 결합된다. 이와 같이 이루어짐에 따라 상기 탄성부재(130)는 진동자부 또는 고정자부와의 충돌이 방지되어 안정적인 진동이 가능하게 된다. 그리고 상기 탄성부재(130)는 종래기술에 따른 선형진동모터의 탄성부재와 비교하여 벤딩부가 가공되지 않음에 따라 응력집중에 따른 탄성부재의 파손을 방지할 수 있다.

또한, 상기 탄성부재(130)는 브라켓의 상단부 및 케이스의 하단부 또는 단차부에 의해 상단 및 하단이 고정지지될 수 있다.

이와 같이 이루어짐에 따라, 본 발명의 일실시예에 따른 선형진동모터(100)는 인쇄회로기판(115)를 통해 코일에 전류를 인가한 경우, 마그네트 및 코일의 상호작용으로 인한 전자기력이 발생되고, 이에 더하여, 전자석과 마그네트의 인력 및 척력으로 인해 자기력이 더해져 전체적인 전자기력이 증대되어, 고정자부인 코어 및 코일이 내재된 상태로, 상기 마그네트 및 중량체는 선형운동 가능하게 된다.

이하, 도 2 및 도3을 참조하여 본 발명에 따른 선형진동모터(100)의 전자기력의 발생 및 진동자부의 구동에 대하여 보다 자세히 설명한다.

도 2는 도 1에 도시한 선형진동모터에 있어서 코일과 마그네트 사이의 전자기력을 개략적으로 도시한 설명도이다. 도시된 바와 같이, 코어(113)와 제1 마그네트(121a) 및 제2 마그네트(121b) 사이에 자기장(B)이 발생되고, 상기 제1 마그네트(121a) 및 제2 마그네트(121b)에는 진동력(F)이 가해진다.

도 3은 도 1에 도시한 선형진동모터에 있어서, 코어 및 코일과 마그네트 사이의 전자기력을 개략적으로 도시한 설명도이다. 도시된 바와 같이, 코어(113) 및 코일(114)과 제1 마그네트(121a) 및 제2 마그네트(121b) 사이에 인력 및 척력이 발생되고, 상기 제1 마그네트(121a) 및 제2 마그네트(121b)에는 진동력(F)이 가해진다.

이와 같이 이루어짐에 따라, 본 발명에 따른 선형진동모터는 마그네트 및 코일의 상호작용으로 인한 전자기력에 더하여, 전자석과 마그네트의 인력 및 척력으로 인해 자기력이 더해져 전체적인 전자기력이 증대된다.

또한, 복수의 마그네트를 포함하여 높은 전자기력이 확보되고, 이에 따라 진동성능 또한 향상된 선형진동모터를 얻을 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100 : 선형진동모터 110: 고정자부
111 : 케이스 112: 브라켓
111a : 코어 장착부 112a : 코어 장착부
113 : 코어 114 : 코일
115 : 인쇄회로기판 116 : 댐핑부재
120: 진동자부 121: 마그네트
121a : 제1 마그네트 121b : 제2 마그네트
122: 중량체
122a : 제1 중량체 122b : 제2 중량체
122a', 122b' : 도피부 122a", 122b" : 단차부
123 : 요크플레이트
123a : 제1 요크플레이트 123b : 제2 요크플레이트
130 : 탄성부재

Claims (15)

1. 내부공간이 형성되고, 코어, 상기 코어에 권취된 코일을 포함하는 고정자부;
   상기 코어 및 코일에 대향되는 마그네트, 상기 마그네트에 결합된 중량체를 포함하고, 상기 고정자부의 내부공간에 수용되는 진동자부; 및
   상기 고정자부와 진동자부를 연결하는 탄성부재;
   를 포함하되,
   
   상기 고정자부는,
   상기 코일에 전기적으로 연결된 인쇄회로기판;
   상기 인쇄회로기판이 장착된 브라켓; 및
   상기 진동자부를 커버하도록 상기 브라켓과 결합하여 내부공간을 형성하는 케이스를 포함하고,
   
   상기 진동자부는,
   서로 대칭되는 상부 진동자부와 하부 진동자부로 구분되어 있고,
   상기 진동자부의 마그네트는,
   상기 코어 및 코일의 외주부에 위치되도록 중공부가 형성된 원통 형상의 제1 마그네트와 제2 마그네트로 이루어지고,
   상기 진동자부의 중량체는,
   상기 제1 마그네트와 결합되는 제1 중량체 및 상기 제2 마그네트와 결합되는 제2 중량체로 이루어지며,
   상기 상부 진동자부는 상기 제1마그네트와 상기 제1중량체를 포함하고,
   상기 하부 진동자부는 상기 제2마그네트와 상기 제2중량체를 포함하며,
   
   상기 탄성부재는,
   중공부를 갖는 판 형상이고,
   상기 상부 진동자부와 상기 하부 진동자부 사이에 위치하면서, 일단이 상기 상부 진동자부와 상기 하부 진동자부에 결합되고, 타단이 상기 고정자부의 케이스에 결합된 것을 특징으로 하는 선형진동모터.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 코어는 일단이 케이스에 결합되고 타단이 브라켓에 결합되도록 기립되어 장착된 것을 특징으로 하는 선형진동모터.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 케이스 및 브라켓의 일면에는 상기 코어가 삽입 장착될 수 있도록 홈부 또는 돌출부로 이루어진 코어장착부가 형성된 것을 특징으로 하는 선형진동모터.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 고정자부는,
   상기 진동자부의 진동방향에 대향되는 상기 케이스 및 브라켓의 일면에 각각 장착되는 댐핑부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형진동모터.
   
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1마그네트 및 제2 마그네트는 서로 대향되는 면이 동일극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 선형진동모터.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 마그네트와 제2 마그네트에 각각 결합된 요크플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형진동모터.
   
9. 삭제
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 중량체와 제2 중량체는 코어 및 코일에 대향되는 내경부에 상기 제1 마그네트와 제2 마그네트와 각각 삽입 결합될 수 있도록 마그네트 수용부가 형성된 것을 특징으로 하는 선형진동모터.
    
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 중량체와 제2 중량체의 일면에는 고정자부의 케이스 및 브라켓의 각 댐핑부재에 대향되어 단차부가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 선형진동모터.
    
12. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 중량체와 제2 중량체는, 진동자부의 진동방향에 대하여, 상기 탄성부재에 대향되어 각각 도피부가 형성된 것을 특징으로 하는 선형진동모터.
    
13. 삭제
14. 삭제
15. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성부재는 브라켓의 상단부 및 케이스의 하단부에 상단 및 하단이 고정 지지되거나, 브라켓의 상단부 및 케이스의 단차부에 의해 상단 및 하단이 고정 지지된 것을 특징으로 하는 선형진동모터.

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