KR101951716B1

KR101951716B1 - 개선된 내부 공기 흐름성을 갖는 리니어 타입 상하진동모터

Info

Publication number: KR101951716B1
Application number: KR1020170115705A
Authority: KR
Inventors: 강진선; 박현준; 손인찬; 이수웅
Original assignee: 주식회사 블루콤
Priority date: 2017-09-11
Filing date: 2017-09-11
Publication date: 2019-05-09

Abstract

본 발명은 상하진동모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상하진동모터 내부의 공기 흐름성을 개선하여 진동체가 더욱 원활하게 진동하도록 함으로써, 더욱 우수한 진동력을 제공할 수 있는 개선된 내부 공기 흐름성을 갖는 리니어 타입 상하진동모터에 관한 것이다.

Description

개선된 내부 공기 흐름성을 갖는 리니어 타입 상하진동모터{Linear type vibration motor vibrated Verticality}

최근 무선통신기술의 급격한 발달에 따라 휴대용 통신기기는 점점 소형화 및 경량화되고 있으며, 이러한 소형화 및 경량화 추세에 따라 휴대용 통신기기 내부에 탑재되는 기구장치, IC칩 및 회로를 포함하는 부품들은 고집적화와 고기능화되면서 공간활용도를 높일 수 있도록 사이즈 및 형상의 진화가 필요하게 되었다.

그리고 휴대용 통신기기 내부에 장착되어 무음 진동으로 착신을 알리는 편평형 진동모터 역시 전술한 추세에 맞추어 많은 연구들이 이루어지고 있다.

휴대용 통신기기 내부에 탑재되는 진동모터의 초기 모델들은 고정자와 회전자를 기본 구성으로 한 회전형 진동모터 형태였으며, 이러한 회전형 진동모터는 고정자의 브라켓에 샤프트를 고정하고 회전자를 샤프트에 지지 회전시킴으로써 진동을 발생시켰으며, 진동력을 향상시키기 위해서 회전자의 체적을 크게 하거나, 회전수를 증가시켜 진동력을 개선하였으나, 구조상의 문제로 소형화에 한계가 있었을 뿐만 아니라 고진동을 발생시키는데 많은 어려움이 있었으며, 일정시간 이상의 수명을 보장할 수 없는 문제점이 있었다.

전술한 회전형 진동모터의 문제점을 개선하고자 최근에는 상하 진동형 엑츄에이터 타입 진동모터가 제시되었다.

상하 진동형 엑츄에아터 타입 진동모터는 서로 대합되는 상부케이스 및 하부케이스와, 상부케이스 및 하부케이스의 적어도 한 면에 형성한 자기력 발생수단과, 자기력 발생수단에 대향하는 인력 또는 척력이 작용되는 마그네트와, 마그네트를 장착하여 한 몸체를 이루고 상하로 움직이면서 진동력을 가중시키기 위한 중량물과, 중량물의 상면과 하면 중 적어도 어느 한 면의 하부에 위치하여 중량물을 탄력적으로 지지하는 탄성수단과, 탄성수단의 타단을 상부케이스 및 하부케이스에 고정시키기 위한 고정부재를 포함하여 이루어진다.

이와 같은 상하 진동형 엑츄에이터 타입 진동모터는 회전형 진동모터의 비해 사용 수명을 연장할 수 있고, 크기의 한계를 극복할 수 있을 뿐만 아니라 빠른 응답 속도를 얻을 수 있는 장점이 있어 최근에는 널리 사용되고 있다.

그러나, 종래의 상하진동모터는, 진동체의 상하 진동 시, 내부 공기의 흐름이 원활하지 못함에 따라, 진동체가 받는 부하가 가중되어, 진동체의 구동이 원활하지 못하게 되고, 우수한 진동력을 제공할 수 없는 문제가 있었다.

한편, 상하 진동형 진동모터는, 견고한 결합구조를 통해 편진동의 발생을 억제함으로써, 진동모터의 수명을 향상시킬 수 있고, 진동체의 진동력을 향상시킬수록 보다 우수한 진동모터를 제조할 수 있는 바, 더욱 견고한 결합성과 더욱 향상된 진동력을 갖는 진동모터의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0073301호(2010. 07. 01.)

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,

상하진동모터 내부의 공기 흐름성을 개선하여 진동체가 더욱 원활하게 진동하도록 함으로써, 더욱 우수한 진동력을 제공할 수 있는 개선된 내부 공기 흐름성을 갖는 리니어 타입 상하진동모터를 제공하는 것에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

리니어 타입 상하진동모터에 있어서,

외곽을 형성하고, F-PCB(20)와 요크샤프트(40)를 지지하여 고정시키며, 자계폐루프를 형성하는 브라켓(10)과;

상기 브라켓(10)의 상부 평면에 안착하여 결합되고, 진동체의 진동을 증폭시키며, 공진주파수를 결정하는 스프링(60)과;

상기 스프링(60)의 상부에 결합되고, 상기 스프링(60)의 지지를 받아 자체 중량에 의해 진동을 증폭시키며, 공진주파수를 결정하고, 마그넷(80)을 고정시키는 웨이트(70);를 포함하여 구성된다.

따라서 본 발명은, 상하진동모터 내부의 공기 흐름성을 개선하여 진동체가 더욱 원활하게 진동하도록 함으로써, 더욱 우수한 진동력을 제공할 수 있는 개선된 내부 공기 흐름성을 갖는 리니어 타입 상하진동모터를 제공하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 개선된 내부 공기 흐름성을 갖는 리니어 타입 상하진동모터의 구성을 나타내는 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 개선된 내부 공기 흐름성을 갖는 리니어 타입 상하진동모터의 결합단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 타입 상하진동모터의 브라켓과 요크샤프트가 결합된 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 타입 상하진동모터의 요크샤프트의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 이 실시예에 따른 리니어 타입 상하진동모터의 브라켓과 요크샤프트가 결합된 모습을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 이 실시예에 따른 리니어 타입 상하진동모터의 요크샤프트의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이트의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 도 7 내지 도 8의 웨이트가 적용된 리니어 타입 상하진동모터의 결합단면도이다.
도 10은 도 9의 구성에 따른 본 발명의 리니어 타입 상하진동모터가 상하 진동시의 공기의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 11은 종래의 웨이트의 구성을 나타내는 도면이다.
도 12는 도 9의 구성에 따른 본 발명의 리니어 타입 상하진동모터의 압력해석결과를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 11의 종래의 웨이트가 적용된 상하진동모터의 압력해석결과를 나타내는 도면이다.
도 14는 도 12 내지 도 13의 부하해석결과를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있으며, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다.

우선 본 발명은, 리니어 타입 상하진동모터에 있어서,

도 1 내지 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 본 발명은,

외곽을 형성하고, F-PCB(20)와 요크샤프트(40)를 지지하여 고정시키며, 자계폐루프를 형성하는 브라켓(10)과,

상기 브라켓(10)의 상부 평면에 안착하여 결합되고, 진동체의 진동을 증폭시키며, 공진주파수를 결정하는 스프링(60)과,

상기 스프링(60)의 상부에 결합되고, 상기 스프링(60)의 지지를 받아 자체 중량에 의해 진동을 증폭시키며, 공진주파수를 결정하고, 마그넷(80)을 고정시키는 웨이트(70)를 포함하여 구성된다.

이때, 본 발명은,

상기 브라켓(10)의 상부 평면에 안착하여 결합되고, 외부전원을 코일(30)에 공급하는 F-PCB(20)와,

상기 F-PCB(20)의 상부 평면에 안착하여 요크샤프트(40)의 외주연 둘레면을 감싸도록 결합되고, 상기 F-PCB(20)로부터 전원을 공급받아 전자계를 발생시키며, 마그넷(80)과 작용하여 진동체의 상하 진동을 증폭시키는 코일(30)과,

하단부가 상기 브라켓(10)의 중앙을 관통하여 고정 결합되고, 상기 코일(30)의 내부 전자계의 흐름을 집중시키는 요크샤프트(40)와,

상기 요크샤프트(40)의 상부에 결합되고, 코일(30)의 전자계를 집중시키며, 외부 충격으로부터 코일(30)을 보호하는 링요크(50)와,

상기 스프링(60)의 상부 및 상기 웨이트(70)의 내주연을 따라 결합되고, 영구자석으로서 자기장을 발생시키며, 코일(30)의 자기장과 작용하여 진동체의 상하 진동을 발생시키는 마그넷(80)과,

상기 브라켓(10)과 결합하여 외곽을 형성하고, 진동체 및 본 발명의 상하진동모터의 부품을 외부 충격으로부터 보호하며, 자계 폐루프를 형성하는 케이스(90) 중 적어도 어느 하나 이상을 더 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 스프링(60), 웨이트(70), 마그넷(80)은 진동체를 형성한다.

도 3 내지 도4를 참조하면,

이때, 상기 요크샤프트(40)의 하부 외주연에는, 상기 브라켓(10)과의 결합을 더욱 견고하게 하기 위해 상기 요크샤프트(40)의 하부에 단턱지게 형성되는 단차부(44)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 요크샤프트(40)의 상부에는, 상방으로 돌출된 돌기부(41)와, 상기 돌기부(41)의 외주연에 단턱지게 형성되는 단턱부(42)를 더 포함하여 구성됨으로써, 링형의 상기 링요크(50)가 상기 돌기부(41)의 외주연에 결합 가능하도록 구성되고, 상기 링요크(50)를 결합 시, 상기 요크샤프트(40)의 외주연에 결합된 상기 코일(30)과 상기 링요크(50)가 직접 접촉되지 않도록 구성될 수 있다.

한편, 도 5 내지 도 6을 참조하면,

상기 요크샤프트(40)는, T자형으로 구성되고, T자형 요크샤프트(40)의 상부가 링요크의 기능을 대체하도록 구성될 수도 있다.

한편, 도 7 내지 도 8을 참조하면,

이때, 상기 웨이트(70)는, 외주연 중 적어도 어느 한 곳 이상에 수직방향으로 요홈 형성되는 통기홀(71)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 통기홀(71)은, 둘 이상으로 구성되는 것이 바람직하고, 둘 이상으로 구성될 시, 짝수로 구성될 경우, 각각의 상기 통기홀(71)이 상기 웨이트(70)의 외주연의 원주를 따라 등간격으로 대칭하게 이격되어 배치되도록 구성되고, 홀수로 구성될 경우, 각각의 상기 통기홀(71)이 상기 웨이트(70)의 외주연의 원주를 따라 등간격으로 배치되도록 이격되어 구성되는 것이 바람직하다.

따라서, 진동체의 상하 진동 시, 상기 브라켓(10)과 상기 케이스(90)의 내부에서의 공기의 흐름이 원활하게 되어, 진동력이 더욱 향상된다.

도 9 내지 도 10을 참조하면,

상기 링요크(50) 및 상기 마그넷(80)의 사이에 자성유체(F)를 도포하게 되면, 진동체의 진동 시, 공기의 흐름은 중앙 에어갭(D')이 자성유체(F)에 의해 막히게 되므로, 외측 에어갭(d1)을 통해 공기 흐름이 형성된다.

이때의 중앙 에어갭(D')은 상기 마그넷(80)의 내주연과 상기 링요크(50)의 외주연 사이의 간격을 의미하고, 외측 에어갭(d1)은 상기 웨이트(70)의 외주연과 상기 케이스(90)의 내주연 사이의 간격을 의미하는 것으로 이해되는 것이 바람직하다.

이때, 외측 에어갭(d1)의 간격이 좁을 경우, 진동체의 진동 시, 에어 댐핑 현상이 발생하게 되어, 구동시간(Rising Time)이 길어지게 되고, 진동력이 감소되는 현상이 발생된다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 의한 통기홀(71)이 형성된 상기 웨이트(70)를 적용할 경우, 도 10에 도시된 바와 같이, 통기홀(71)에 의해 공기의 흐름성이 개선되므로, 구동시간(Rising Time)이 더욱 빨라지게 된다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 외측 에어갭(d1)의 간격은, 상기 중앙 에어갭(D')의 간격의 절반 이하가 되도록 구성되는 것이 바람직하다.

즉, 에어갭의 간격 조건은,

(외측 에어갭(d1)의 간격)≤(중앙 에어갭(D')의 간격)/2

이 되도록 구성되는 것이 바람직하며, 이때, 상기 에어갭의 간격 조건에 부합할 때, 진동체에 의한 낙하 충격에 의해 요크샤프트(40)가 변형되거나 손상되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

도 11은 종래의 웨이트의 구성을 나타내는 도면이고, 도 12는 도 9의 구성에 따른 본 발명의 리니어 타입 상하진동모터의 압력해석결과를 나타내는 도면이며, 도 13은 도 11의 종래의 웨이트가 적용된 상하진동모터의 압력해석결과를 나타내는 도면이고, 도 14는 도 12 내지 도 13의 부하해석결과를 나타내는 도면으로서, 도 12 내지 도 13을 참조하여 본원 발명의 웨이트(70)를 적용한 상하진동모터와 종래의 도 11에 도시된 웨이트를 적용한 상하진동모터의 압력해석결과와 부하해석결과를 비교해보면, 본원발명의 웨이트(70)를 적용한 상하진동모터의 부하값은 0.0237N 이고, 도 11에 도시된 웨이트를 적용한 종래의 상하진동모터의 부하값은 0.0886N 으로, 외측 에어갭(d1)의 간격이 작은 종래의 상하진동모터의 진동체가 진동 시, 본원발명의 웨이트(70)를 적용한 상하진동모터에 비해 내부 공기가 더 많이 압축되어 압력이 높고, 웨이트에 걸리는 부하(힘)도 더 높은 것을 확인할 수 있으며, 이를 통해 외측 에어갭(d1)이 넓은 본원발명의 상하진동모터의 구동이 약 4배 더 원활한 것을 확인할 수 있다.

따라서 본 발명은, 견고한 결합구조를 통해 편진동의 발생을 억제할 수 있으며, 더욱 우수한 진동력을 제공하는 개선된 내부 공기 흐름성을 갖는 리니어 타입 상하진동모터를 제공하는 효과를 갖게 된다.

이상에서 본 발명은 도면에 도시된 바를 바탕으로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 도면에 한정되는 것은 아니다.

10 : 브라켓
20 : F-PCB
30 : 코일
40 : 요크샤프트
50 : 링요크
60 : 스프링
70 : 웨이트
80 : 마그넷
90 : 케이스

Claims

외곽을 형성하고, F-PCB(20)와 요크샤프트(40)를 지지하여 고정시키며, 자계폐루프를 형성하는 브라켓(10)과;
상기 브라켓(10)의 상부 평면에 안착하여 결합되고, 진동체의 진동을 증폭시키며, 공진주파수를 결정하는 스프링(60)과;
마그넷(80)을 고정시키는 웨이트(70)를 포함하는 리니어 타입 상하진동모터에 있어서,
상기 요크샤프트(40)는 상기 브라켓(10)에 결합을 위해 상기 요크샤프트(40)의 하부에 단턱지게 형성되는 단차부(44)를 형성하고, 상부에는 상방으로 돌출된 돌기부(41)와, 상기 돌기부(41)의 외주연에 단턱지게 형성되는 단턱부(42)를 더 포함하여 구성되며, 링형의 링요크(50)가 상기 돌기부(41)의 외주연에 결합 가능하도록 구성되고, 상기 링요크를 결합시, 상기 요크샤프트(40)의 외주연에 결합된 코일(30)과 상기 링요크(50)가 직접 접촉되지 않도록 구성되며,
상기 웨이트(70)는 외주연을 따라 등간격으로 대칭되게 둘 이상 이격 구성되는 통기홀(71)을 형성하고, 에어갭은 (외측 에어갭(d1)의 간격)≤(중앙 에어갭(D')의 간격)/2이 되도록 함으로써 상하 진동시 브라켓(10)과 케이스(90)간의 공기의 흐름이 상기 통기홀(71)에 의해 원활하게 되어 진동력이 향상되는 것을 특징으로 하는 개선된 내부 공기 흐름성을 갖는 리니어 타입 상하진동모터.
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