KR101858969B1 - 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치로서, 공진 및 과전류에 의한 정상범위의 진동구간을 벗어나면 진동방향의 역방향으로 힘이 작용하는 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치에 관한 것이다.
본 발명의 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치는, 전력이 인가되면 자성을 띠는 고정부와, 상기 고정부를 중심으로 진동하는 진동부와, 상기 진동부가 초기위치를 유지하도록 상기 진동부를 지지하는 탄성부를 포함하고, 상기 진동부는 제1 구간에서 상기 고정부와 진동부 사이에 발생하는 전자기력에 의해 어느 일 방향으로 이동하며, 상기 진동부가 제2 구간으로 진입하면 상기 진동부가 이동하는 방향의 반대방향으로 상기 전자기력이 작용하는 것을 특징으로 한다.

Description

자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치{Apparatus with magnetic brake for generating vibration in portable device}

본 발명은 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치로서, 공진 및 과전류에 의한 정상범위의 진동구간을 벗어나면 진동방향의 역방향으로 힘이 작용하는 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 통신기기에서 착신을 하기 위해 많이 사용되는 것이 벨소리와 진동이다. 진동을 위해서는 소형의 진동 발생장치를 구동시켜 구동력이 기기의 케이스로 전달되도록 하여 기기전체가 진동을 할 수 있도록 하는 것이 일반적이다.

현재 휴대폰과 같은 통신기기에 적용되고 있는 착신수단 중 하나인 진동 발생장치는 전자기적 힘의 발생원리를 이용하여 전기적 에너지를 기계적 진동으로 변환하는 부품으로써, 휴대폰에 탑재되어 무음 착신알림용으로 사용되고 있다.

이러한 진동 발생장치는 휴대폰의 착신을 알리는 등의 목적으로 널리 사용되고 있으며, 근래에 들어서는 게임장치에도 장착되어 사용자에게 게임의 진행상태를 알리거나 터치폰 등에 장착되어 사용자로 하여금 키가 터치되었음을 느끼도록 하기 위한 목적으로 그 사용이 늘고 있다.

휴대폰시장이 급속도로 팽창되고 있고, 이와 더불어 여러 가지 기능이 휴대폰에 부가되는 추세에 따라 휴대폰 부품의 소형화, 고품질화가 요구되는 상황에서 진동 발생장치 또한 기존제품의 단점을 개선하고, 품질을 획기적으로 개선시키는 새로운 구조의 제품개발의 필요성이 대두 되고 있는 실정이다.

휴대단말기에 장착되는 종래의 진동 발생장치는 기본적으로 1차 진동계를 이용한 것으로 중량체를 코일형 스프링과 같은 탄성체에 부착시키고, 중량체를 진동시키기 위한 코일을 구비하고 있다.

상기 코일에 전류를 인가하면 상기 중량체와 탄성체의 탄성 계수에 의해 미리 정해진 주파수 응답 특성에 따라 상기 중량체가 진동한다

최근 출시되는 휴대단말기는 상술한 바와 같이, 사용자의 터치입력에 반응하여 음성 또는 진동을 출력함으로써, 사용자에게 입력에 대응하는 피드백을 제공하는 기능을 구비하고 있다.

특히, 햅틱 기술이 적용된 휴대단말기의 경우에는 사용자의 여러 가지 입력에 반응하여 다양한 촉각 피드백을 제공하기 위해 다양한 형태의 진동을 발생하는 진동 발생장치의 연구가 한창 진행되고 있다.

그러나 종래의 진동발생장치는 공진 및 과전류에 의해 진동하는 진동체가 정상범위의 진동구간을 이탈함으로써 타부재와 충돌하여 비정상적인 소음 및 진동을 발생시키게 되고, 휴대단말기에 발생하는 진동을 정밀하게 구현하기 어렵다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 진동발생을 위하여 진동하는 진동부가 정상범위의 진동구간을 벗어나면 진동방향의 역방향으로 힘이 작용하여 진동부와 타부재와의 충돌을 방지하고 진동을 정밀하게 제어할 수 있는 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치는, 전력이 인가되면 자성을 띠는 고정부와, 상기 고정부를 중심으로 진동하는 진동부와, 상기 진동부가 초기위치를 유지하도록 상기 진동부를 지지하는 탄성부를 포함하고, 상기 진동부는 제1 구간에서 상기 고정부와 진동부 사이에 발생하는 전자기력에 의해 어느 일 방향으로 이동하며, 상기 진동부가 제2 구간으로 진입하면 상기 진동부가 이동하는 방향의 반대방향으로 상기 전자기력이 작용한다.

그리고 상기 진동부는 상기 고정부를 중심으로 상기 고정부의 양측에서 상기 고정부와 나란하게 위치하는 한 쌍의 자력발생부를 포함하고, 상기 자력발생부는, 상기 고정부를 향하는 방향으로 N극이 형성되는 제1 자석, 상기 제1 자석의 일측에서 상기 제1 자석을 향하는 방향으로 N극이 형성되고 반대방향으로 S극이 형성되는 제2 자석, 상기 제1 자석의 타측에서 상기 제1 자석을 향하는 방향으로 N극이 형성되고 반대방향으로 S극이 형성되는 제3 자석으로 이루어지며, 상기 제1 구간은 상기 진동부가 진동할 때 S극이 형성된 상기 제2 자석의 일단과 S극이 형성된 상기 제3 자석의 타단 사이에 상기 고정부가 위치하는 구간이고, 상기 제2 구간은 상기 진동부가 진동할 때 상기 고정부의 양단 중 어느 일단이 S극이 형성된 상기 제2 자석의 일단과 S극이 형성된 상기 제3 자석의 타단 사이를 벗어나는 구간이다.

그리고 상기 진동부는, 상기 제2 자석의 일단에 장착되어 한 쌍의 상기 자력발생부를 연결하는 제1 중량체와, 상기 제3 자석의 타단에 장착되어 한 쌍의 상기 자력발생부를 연결하는 제2 중량체를 더 포함하고, 상기 제1 중량체에는 상기 고정부를 향하는 방향에 제1 홈이 형성되며, 상기 제2 중량체에는 상기 고정부를 향하는 방향에 제2 홈이 형성된다.

또한, 상기 진동부는, 한 쌍의 상기 자력발생부 중 어느 하나의 상기 제2 자석의 일단에 장착되는 제1 중량체와, 한 쌍의 상기 자력발생부 중 다른 하나의 상기 제2 자석의 일단에 장착되는 제2 중량체와, 한 쌍의 상기 자력발생부 중 어느 하나의 상기 제3 자석의 타단에 장착되는 제 3 중량체와, 한 쌍의 상기 자력발생부 중 다른 하나의 상기 제3 자석의 타단에 장착되는 제4 중량체를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

그리고 본 발명의 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치는 상기 고정부가 장착되는 베이스를 더 포함하되, 상기 고정부는 상기 진동부의 진동방향과 나란하게 형성된 코어와 상기 코어를 중심으로 감겨있는 코일로 이루어지고, 상기 베이스에는 상기 베이스와 일체로 형성되어 상방향으로 절곡된 한 쌍의 고정돌기가 돌출 형성되며, 상기 코어의 양단에는 상기 고정돌기가 삽입되는 고정홈이 형성된다.

본 발명에 따른 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치는 정상범위의 진동구간 내에서 진동하는 진동부가 공진 및 과전류에 의해 정상범위의 진동구간을 벗어날 때, 진동방향의 역방향으로 전자기력이 작용함으로써 진동부와 타부재와의 충돌을 방지하고 진동을 정밀하게 제어하여 휴대단말기에 발생하는 진동의 성능 및 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치의 수평단면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치의 작동상태도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치의 수평단면도.

본 발명은 공진 및 과전류에 의한 정상범위의 진동구간을 벗어나면 진동방향의 역방향으로 힘이 작용하는 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치에 관한 것으로, 정상범위의 진동구간 내에서 진동하는 진동부가 공진 및 과전류에 의해 정상범위의 진동구간을 벗어날 때, 진동방향의 역방향으로 전자기력이 작용함으로써 진동부와 타부재와의 충돌을 방지하고 진동을 정밀하게 제어하여 휴대단말기의 진동품질을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 각 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

제1 실시예

본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스(100), 커버(200), 고정부(300), 진동부(400) 및 탄성부(500)로 구성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 베이스(100)는 대략 직사각형의 평판으로 형성되고, 상부에 고정부(300)가 결합된다. 그리고 베이스(100)에는 베이스(100)와 일체로 형성되어 상방향으로 절곡된 한 쌍의 고정돌기(110)가 돌출 형성된다.

커버(200)는 베이스(100)의 상부에 장착되어 고정부(300), 진동부(400) 및 탄성부(500)를 덮는다.

고정부(300)는 베이스(100)의 상부에 결합되고, 전력이 인가되면 자성을 띠게 된다. 이러한 고정부(300)는 코어(310)와 코일(320)로 구성된다. 코어(310)는 진동부(400) 진동방향과 나란하게 형성되고, 코어(310)를 중심으로 코일(320)이 감겨있다. 즉 코어(310)는 진동부(400)의 진동방향으로 긴 형상으로 형성된다. 그리고 코어(310)의 양단에는 고정돌기(110)가 삽입되는 고정홈(311)이 형성된다. 이에 따라 별도의 용접작업 없이 고정부(300)를 베이스(100)에 쉽게 결합시킬 수 있으며, 고정돌기(110)에 의해 고정부(300)가 베이스(100)의 상면으로부터 일정거리 이격되도록 배치된다.

진동부(400)는 고정부(300)를 중심으로 진동한다. 그리고 탄성부(500)는 진동부(400)가 초기위치를 유지하도록 진동부(400)의 양측에서 진동부(400)를 지지한다. 이러한 진동부(400)는 한 쌍의 자력발생부(410)와 제1 중량체(420), 제2 중량체(430) 및 자력발생부(410), 제1 중량체(420), 제2 중량체(430)를 일체로 결합시키는 케이스(440)로 구성된다.

한 쌍의 자력발생부(410)는 고정부(300)를 중심으로 고정부(300)의 양측에서 고정부(300)와 나란하게 위치한다. 구체적으로 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 자력발생부(410)는 제1 자석(411), 제2 자석(412) 및 제3 자석(413)으로 이루어진다. 제1 자석(411)은 고정부(300)를 향하는 바향으로 N극이 형성되고 그 반대방향으로 S극이 형성된다. 그리고 제2 자석(412)은 제1 자석(411)의 일측에서 제1 자석(411)을 향하는 방향으로 N극이 형성되고 반대방향으로 S극이 형성된다. 또한, 제3 자석(413)은 제2 자석(412)의 타측에서 제1 자석(411)을 향하는 방향으로 N극이 형성되고 반대방향으로 S극이 형성된다. 즉 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 자석(411)을 중심으로 제1 자석(411)의 좌측에 제2 자석(412)이 위치하고 제1 자석(411)의 우측에 제3 자석(413)이 위치한다. 그리고 제2 자석(412)과 제3 자석(413)의 N극은 제1 자석(411)을 향하게 되고, 자력발생부(410)의 양단은 S극이 된다.

제1 중량체(420)는 제2 자석(412)의 일단에 장착되어 한 쌍의 자력발생부(410)를 연결한다. 그리고 제1 중량체(420)에는 고정부(300)를 향하는 방향에 제1 홈(421)이 형성된다.

제2 중량체(430)는 제3 자석(413)의 타단에 장착되어 한 쌍의 자력발생부(410)를 연결한다. 그리고 제2 중량체(430)에는 고정부(300)를 향하는 방향에 제2 홈(431)이 형성된다.

상술한 구성으로 이루어지는 도 4에 도시된 바와 같이, 진동부(400)는 제1 구간(1)에서 고정부(300)와 진동부(400) 사이에 발생하는 전자기력에 의해 어느 일 방향으로 이동하고, 진동부(400)가 제2 구간(2)으로 진입하면 진동부(400)가 이동하는 방향의 반대방향으로 전자기력이 작용하게 된다.

여기에서, 제1 구간(1)은 진동부(400)가 진동할 때 S극이 형성된 제2 자석(412)의 일단과 S극이 형성된 제3 자석(413)의 타단 사이에 고정부(300)가 위치하는 구간이고, 제2 구간(2)은 진동부(400)가 진동할 때 고정부(300)의 양단 중 어느 일단이 S극이 형성된 제2 자석(412)의 좌측단과 S극이 형성된 제3 자석(413)의 우측단 사이를 벗어나는 구간이다.

이에 따라 진동부(400)가 제1 구간(1)을 벗어나 제2 구간(2)으로 진입하면 자기 브레이크가 작용한다. 즉 진동하는 진동부(400)의 양단이 제1 홈(421) 또는 제2 홈(431)으로 진입하게 되면 자기 브레이크가 작용함으로써, 진동부(400)와 고정부(300)의 충돌을 방지할 수 있고 진동부(400)의 진동을 정밀하게 제어하기 용이하다.

제2 실시예

본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치는 도 5에 도시된 바와 같이, 베이스(100), 커버(200), 고정부(300), 진동부(400) 및 탄성부(500)로 구성된다.

제2 실시예에 따른 베이스(100), 커버(200) 및 고정부(300)는 제1 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

또한, 제2 실시예에 따른 자력발생부(410)는 제1 실시예와 동일하다.

다만, 제2 실시예에 따른 진동부(400)는 한 쌍의 자력발생부(410), 제1 중량체(420), 제2 중량체(430), 제3 중량체(450) 및 제4 중량체(460)로 이루어진다.

제1 중량체(420)는 한 쌍의 자력발생부(410) 중 어느 하나의 제2 자석(412)의 일단(좌측단)에 장착되고, 제2 중량체(430)는 한 쌍의 자력발생부(410) 중 다른 하나의 제2 자석(412)의 일단(좌측단)에 장착된다. 그리고 제3 중량체(450)는 한 쌍의 자력발생부(410) 중 어느 하나의 제3 자석(413)의 타단(우측단)에 장착되고, 제4 중량체(460)는 한 쌍의 자력발생부(410) 중 다른 하나의 제3 자석(413)의 타단(우측단)에 장착된다.

이에 따라 제2 실시예에 따른 진동부(400)는 케이스(440)를 제외하면 고정부(300)를 중심으로 두 부분으로 분리된 형태로 이루어진다.

제2 실시예에 따른 자기 브레이크 작동 형태 및 작용 효과는 제1 실시예와 동일하다.

본 발명의 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

100 : 베이스, 110 : 고정돌기,
200 : 커버,
300 : 고정부, 310 : 코어, 311 : 고정홈, 320 : 코일,
400 : 진동부,
410 : 자력발생부, 420 : 제1 중량체, 430 : 제2 중량체, 440 : 케이스,
411 : 제1 자석, 412 : 제2 자석, 413 : 제3 자석,
421 : 제1 홈, 431 : 제2 홈,
450 : 제3 중량체, 460 : 제4 중량체,
500 : 탄성부,

Claims (5)

1. 전력이 인가되면 자성을 띠는 고정부와, 상기 고정부를 중심으로 진동하는 진동부와, 상기 진동부가 초기위치를 유지하도록 상기 진동부를 지지하는 탄성부와 상기 고정부가 장착되는 베이스를 포함하되,
   상기 진동부는 제1 구간에서 상기 고정부와 진동부 사이에 발생하는 전자기력에 의해 어느 일 방향으로 이동하며, 상기 진동부가 제2 구간으로 진입하면 상기 진동부가 이동하는 방향의 반대방향으로 상기 전자기력이 작용하며,
   상기 고정부는 상기 진동부의 진동방향과 나란하게 형성된 코어와 상기 코어를 중심으로 감겨있는 코일로 이루어지고,
   상기 베이스에는 상기 베이스와 일체로 형성되어 상방향으로 절곡된 한 쌍의 고정돌기가 돌출 형성되며,
   상기 코어의 양단에는 상기 고정돌기가 삽입되는 고정홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 진동부는 상기 고정부를 중심으로 상기 고정부의 양측에서 상기 고정부와 나란하게 위치하는 한 쌍의 자력발생부를 포함하고,
   상기 자력발생부는,
   상기 고정부를 향하는 방향으로 N극이 형성되는 제1 자석,
   상기 제1 자석의 일측에서 상기 제1 자석을 향하는 방향으로 N극이 형성되고 반대방향으로 S극이 형성되는 제2 자석,
   상기 제1 자석의 타측에서 상기 제1 자석을 향하는 방향으로 N극이 형성되고 반대방향으로 S극이 형성되는 제3 자석으로 이루어지며,
   상기 제1 구간은 상기 진동부가 진동할 때 S극이 형성된 상기 제2 자석의 일단과 S극이 형성된 상기 제3 자석의 타단 사이에 상기 고정부가 위치하는 구간이고,
   상기 제2 구간은 상기 진동부가 진동할 때 상기 고정부의 양단 중 어느 일단이 S극이 형성된 상기 제2 자석의 일단과 S극이 형성된 상기 제3 자석의 타단 사이를 벗어나는 구간인 것을 특징으로 하는 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 진동부는,
   상기 제2 자석의 일단에 장착되어 한 쌍의 상기 자력발생부를 연결하는 제1 중량체와,
   상기 제3 자석의 타단에 장착되어 한 쌍의 상기 자력발생부를 연결하는 제2 중량체를 더 포함하고,
   상기 제1 중량체에는 상기 고정부를 향하는 방향에 제1 홈이 형성되며,
   상기 제2 중량체에는 상기 고정부를 향하는 방향에 제2 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 진동부는,
   한 쌍의 상기 자력발생부 중 어느 하나의 상기 제2 자석의 일단에 장착되는 제1 중량체와,
   한 쌍의 상기 자력발생부 중 다른 하나의 상기 제2 자석의 일단에 장착되는 제2 중량체와,
   한 쌍의 상기 자력발생부 중 어느 하나의 상기 제3 자석의 타단에 장착되는 제 3 중량체와,
   한 쌍의 상기 자력발생부 중 다른 하나의 상기 제3 자석의 타단에 장착되는 제4 중량체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 브레이크 구조를 갖는 휴대단말기용 진동발생장치.
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