KR102076277B1 - 진동 발생장치 - Google Patents

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Abstract

진동 발생장치가 개시된다. 본 발명에 따른 진동 발생장치에 의하면, 중량체의 사체적을 줄이고 중량을 증가시킴으로써 진동 발생장치의 진동력과 응답속도를 향상시킬 수 있다.
그리고 중량체가 상하 운동 이외에 회전하거나 좌우로 흔들림으로써 발생할 수 있는 진동 특성 저하와 소음을 방지하여 제품의 신뢰성을 담보할 수 있으며, 진동 발생장치의 공간 활용도를 높임으로써 양질의 진동 성능과 설계 자유도를 확보할 수 있다.

Description

진동 발생장치{vibration actuator}
본 발명은 진동 발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중량체의 사체적을 줄이고 중량을 증가시킴으로써 진동력과 응답속도를 향상시킬 수 있으며, 케이스와 중량체의 충돌을 억제하여 진동 및 소음을 방지할 수 있는 진동 발생장치에 관한 것이다.
최근에 휴대 단말기의 무음의 착신장치로 사용되는 선형 진동 발생장치는 행정거리가 짧고, 탄성부재의 탄성력으로 인해 기존의 편심 회전형 진동 발생장치에 비해, 시작과 정지 시에 빠른 진동 특성을 가지므로, 휴대 단말기의 슬림화 추세에 부응하여 왔다.
이러한 선형 진동 발생장치는 영구자석을 포함하는 진동자와, 진동자를 지지하는 고정자로 구성되는 것이 일반적이며, 고정자에 배치된 코일에 전류를 인가하여 발생한 전자기력과 영구자석에서 발생된 자성과의 상호 동작으로 영구자석이 상하로 이동하여 진동이 발생한다.
구체적으로, 종래의 선형 진동 발생장치는 케이스 내에 코일을 구비한 고정자와, 영구자석을 구비한 진동자를 배치하고, 이러한 영구자석이 탄성적으로 지지되어 진동을 발생시키도록 탄성부재가 구비되었다.
물론 전술한 구조 이외에도 영구자석이 고정자에 구비되고, 코일이 중량체에 결합되어 진동자에 구비되는 진동 발생장치의 구조도 적용되고 있다. 이러한 종래의 진동 발생장치는 한국등록특허 10-1354867호 또는 한국등록특허 10-1046044호에 기재되어 있다.
그런데 선형 진동 발생장치가 진동을 발생시킬 때, 탄성 부재의 특성과 잔진동 발생에 의해 진동자가 상하 운동만 하는 것이 아니라 회전하거나 좌우로 흔들리는 현상이 발생하여 진동 특성이 나빠지고, 케이스 등과 충돌함으로써 소음이 발생할 수 있다.
또한, 중량체는 선형 진동 발생장치의 진동력 발생의 중요한 인자로서 중량이 낮을 경우에는 진동력이 감소하지만, 일정 형상 및 크기로 제한된 케이스 내에서 체적을 증가하는데 한계가 있어 진동력을 향상시키는데 어려움이 따르게 된다.
따라서 이러한 문제를 해결하여 중량체의 사체적을 줄이고 중량을 증가시킴으로써 진동력과 응답속도를 향상시킬 수 있으며, 케이스와 중량체의 충돌을 억제하여 진동 및 소음을 방지할 수 있는 진동 발생장치의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명의 실시예들은 중량체의 사체적을 줄이고 중량을 증가시킴으로써 진동 발생장치의 진동력과 응답속도를 향상시키고자 한다.
또한, 중량체가 상하 운동 이외에 회전하거나 좌우로 흔들림으로써 발생할 수 있는 진동 특성 저하와 소음을 방지하여 제품의 신뢰성을 담보하고자 한다.
또한, 진동 발생장치의 공간 활용도를 높임으로써 양질의 진동 성능과 설계 자유도를 확보하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 사각형상 케이스와 결합되어 내부 공간을 형성하는 브라켓; 상기 브라켓의 상면에 결합하는 회로기판과, 상기 회로기판과 연결되는 코일을 구비하는 고정자; 상기 코일의 외측에 배치되는 영구자석과, 상기 영구자석의 외주 측에 결합하는 중량체를 구비하는 진동자; 및 상기 고정자와 진동자를 연결하며, 상기 진동자를 탄성 지지하는 탄성부재;를 포함하며, 상기 중량체의 상면에는 외측으로 갈수록 낮아지는 경사가 형성되는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치가 제공될 수 있다.
상기 중량체는 사각형으로 이루어질 수 있다.
상기 중량체는 팔각형으로 이루어질 수 있다.
상기 중량체의 변측 내각은 135°보다 크고 180°보다 작게 이루어질 수 있다.
상기 중량체의 모서리측 내각은 90°보다 크고 135°보다 작게 이루어질 수 있다.
상기 중량체의 외측 상면 모서리 부분에는 모따기 또는 단차가 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 고정자와 연결된 진동자가 탄성 지지되어 상하로 운동하는 진동 발생장치에 있어서, 상기 진동자에 구비된 중량체의 내측은 중공이 형성되고, 외측은 다면체를 이루며, 상기 고정자를 이루는 케이스의 형상은 다면체로 이루어지고, 상기 중량체의 상면에는 외측으로 갈수록 낮아지는 경사가 형성되는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치가 제공될 수 있다.
상기 중량체는 팔각형으로 이루어지고, 상기 중량체의 변측 내각은 135°보다 크고 180°보다 작게 이루어지며, 상기 중량체의 모서리측 내각은 90°보다 크고 135°보다 작게 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 사각형상 케이스와 결합되어 내부 공간을 형성하는 브라켓; 상기 브라켓의 상면에 결합되는 회로기판과, 상기 브라켓 또는 상기 케이스에 고정되는 영구자석을 포함하는 고정자; 및, 상기 회로기판과 전기적으로 연결되어 상기 영구자석에 대응하는 자기력을 생성하는 코일과, 상기 코일과 결합된 중량체를 포함해서 구성되는 진동자;를 포함하며, 상기 중량체는 다면체 형상으로 이루어지고, 상기 중량체의 상면에는 외측으로 갈수록 낮아지는 경사가 형성되는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 중량체의 사체적을 줄이고 중량을 증가시킴으로써 진동 발생장치의 진동력과 응답속도를 향상시킬 수 있다.
또한, 중량체가 상하 운동 이외에 회전하거나 좌우로 흔들림으로써 발생할 수 있는 진동 특성 저하와 소음을 방지하여 제품의 신뢰성을 담보할 수 있다.
또한, 진동 발생장치의 공간 활용도를 높임으로써 양질의 진동 성능과 설계 자유도를 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생장치의 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생장치의 분해사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생장치의 측면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생장치의 평면도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중량체 형상을 도시한 평면구성도
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 발생장치의 분해사시도
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 발생장치의 평면도
도 8은 중량체의 단부 구성을 도시한 부분 단면도
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생장치의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생장치의 측면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생장치의 평면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 발생장치(100)는 케이스(103)와 결합하는 브라켓(101)과, 상기 브라켓(101) 상면에 결합하는 회로기판(200)과, 상기 회로기판(200)과 연결되는 코일(130)과, 상기 코일(130) 내측에 배치되는 요크(140)를 구비하는 고정자; 상기 코일(130) 외측에 배치되는 영구자석(170)과, 상기 영구자석(170) 외주측에 결합하는 중량체(160)를 구비하는 진동자; 및 상기 고정자와 진동자를 연결하며, 상기 진동자를 탄성 지지하는 탄성부재(120);를 포함하여 이루어질 수 있다.
구체적으로 상기 케이스(103)와 브라켓(101)이 결합하여 내부에 수용 공간을 형성하고, 브라켓(101) 상면에 회로기판(200)이 결합하며, 회로기판(200)에 부착된 코일(130) 내측으로 요크(140)가 구비된다. 여기서 상기 케이스(103)와 브라켓(101), 회로기판(200)과 코일(130) 및 요크(140)는 고정자를 구성한다.
그리고 상기 코일(130) 외측에 링(ring) 형상의 영구자석(170)이 배치되고 상기 영구자석(170)의 외주측에 중량체(160)가 결합하여 진동자를 구성한다. 상기 케이스(103) 하부와 상부에는 각각 제1 댐퍼(110)와 제2 댐퍼(180)가 구비되어 진동에 의한 충격을 완화할 수 있다.
상기 고정자와 진동자 사이에는 진동자의 상하 운동을 탄성 지지하는 탄성부재(120)가 개재된다. 이때 상기 진동자와 탄성부재(120)를 연결하도록 플레이트(150)가 구비될 수 있다. 이와 같이 구성된 진동 발생장치(100)는 교류전원이 회로기판(200)을 통해 인가됨에 따라 진동자가 상하로 진동하게 된다.
여기서 도 1 내지 도 4에 도시된 것처럼, 상기 케이스(103)는 사각형상으로 이루어지고, 그에 따라 중량체(160)도 다면체로 이루어질 수 있다. 특히 본 실시예에서는 상기 중량체(160)의 형상은 케이스(103)와 같은 사각형으로 이루어질 수 있다.
기존에는 상기 케이스(103)가 원형으로 이루어지고 그에 따라 중량체(160)의 형상도 원형으로 이루어졌다. 그런데 휴대 단말기의 내부에 진동 발생장치(100)가 설치되는 공간은 대개 사각 형상으로 이루어지기 때문에 진동 발생장치(100)가 원형으로 이루어지는 경우 사체적(dead volume)이 발생할 수밖에 없으며, 그만큼 진동력과 응답속도의 감소를 초래하게 된다.
그러나 본 실시예에 따른 진동 발생장치(100)는 케이스(103)가 사각형으로 이루어지고, 중량체(160)가 사각형으로 이루어지므로 사체적을 줄일 수 있고 중량체(160)의 중량을 증가시킴으로써 진동력과 응답속도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 중량체 형상을 도시한 평면구성도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 발생장치의 분해사시도이며, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진동 발생장치의 평면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 진동 발생장치(100)의 경우 케이스(103)는 이전 실시예와 동일하게 사각형상으로 이루어지지만, 중량체(160)는 다면체 특히, 팔각형으로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 중량체(160)의 변측 내각(α)은 135°보다 크고 180°보다 작게 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고 상기 중량체(160)의 모서리측 내각(β)은 90°보다 크고 135°보다 작게 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서 탄성부재(120)는 나선형으로 이루어지는데, 이러한 탄성부재(120)의 형상으로 인해 상기 중량체(160)가 상하 진동하는 중에도 회전하는 방향으로 움직임이 발생하며, 그에 따라 중량체(160) 단부가 케이스(103) 측면에 충돌하여 진동 특성을 저하시키고 소음을 발생시킬 수 있다.
그러나 본 실시예에 따른 진동 발생장치(100)는 상기 중량체(160)의 변측 내각(α)을 135°보다 크고 180°보다 작은 범위에서 결정하고, 모서리측 내각(β)은 90°보다 크고 135°보다 작은 범위에서 결정함으로써 회전 방향의 움직임이 발생하더라도 중량체(160)가 케이스(103)에 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
즉, 중량체(160)가 회전하더라도 케이스(103)와 충돌하지 않도록 일정 부분 마진(margin)을 둠으로써 충돌을 방지하는 것이다. 이때, 상기 중량체(160)의 내각의 범위는 사각형의 케이스(103) 내에서 충돌을 방지하면서도 최대한의 체적을 확보할 수 있는 수치이다. 더 나아가 상기 중량체(160)는 중량체(160)의 꼭지점측과 케이스(103)의 변측이 서로 마주보도록 배치됨으로써 케이스(103)와 중량체(160)의 충돌을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 5에서 보는 바와 같이, 진동자를 이루는 중량체(160)의 내측에는 일정한 내경의 중공(162)이 형성되어 코일(130)이나 요크(140) 등의 고정자 구성과 정합성을 유지하고, 중량체(160)의 외측은 팔각형 등의 다면체로 이루어져 체적을 증가시킬 수 있다.
도 8은 중량체의 단부 구성을 도시한 부분 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 진동 발생장치(100)의 중량체(160)는 외측 상면 모서리 부분에 모따기(C) 또는 단차(S)가 형성될 수 있다.
상기 중량체(160)가 상하 운동하는 중에 잔진동의 영향으로 중량체(160)가 좌우로 흔들리면서 중량체(160) 단부가 케이스(103) 상부와 충돌할 수 있다. 이때, 도 8에 도시된 것처럼 중량체(160) 외측 단부 상부측에 모따기(C) 또는 단차(S)를 형성함으로써 좌우로 흔들리더라도 중량체(160)가 케이스(103)와 부딪히는 것을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명은 케이스(103)를 원형에서 다면체로 변경함으로써 세트 조립 시 공간의 활용도를 향상시키고, 동시에 중량체(160) 형상을 케이스(103) 내면에 대해서 경사지게 형성함으로써 선형 진동 시 케이스(103)와 중량체(160) 간 충돌 소음을 최소화시킬 수 있다. 그 외에 중량체(160)의 경사면, 모따기 단차 등이 형성된 위치 또는 그에 대응하는 케이스(103) 측에 댐퍼가 부착된 구조가 적용될 수도 있다.
전술한 본 발명의 실시예들은 케이스 내에 코일을 구비한 고정자와, 영구자석을 구비한 진동자를 배치하고, 이러한 영구자석이 탄성적으로 지지되어 진동을 발생시키도록 탄성부재가 구비되는 경우를 예로 들어 설명하였지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어 전술한 구조 이외에도 영구자석이 고정자에 구비되고, 코일이 중량체에 결합되어 진동자에 구비되는 진동 발생장치의 구조에도 본 발명의 사상이 적용될 수 있다.
구체적으로, 브라켓 또는 케이스에 고정되는 영구자석을 포함하는 고정자와, 코일과 결합된 중량체를 포함해서 구성되는 진동자를 포함하는 진동 발생장치에서도 전술한 본 발명의 특징들이 동일하게 적용될 수 있다.
지금까지 설명한 본 발명의 실시예들에 의한 진동 발생장치에 따르면, 중량체의 사체적을 줄이고 중량을 증가시킴으로써 진동 발생장치의 진동력과 응답속도를 향상시킬 수 있다.
그리고 중량체가 상하 운동 이외에 회전하거나 좌우로 흔들림으로써 발생할 수 있는 진동 특성 저하와 소음을 방지하여 제품의 신뢰성을 담보할 수 있으며, 진동 발생장치의 공간 활용도를 높임으로써 양질의 진동 성능과 설계 자유도를 확보할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
100 : 진동 발생장치 101 : 브라켓
103 : 케이스 110 : 제1 댐퍼
120 : 탄성부재 130 : 코일
140 : 요크 150 : 플레이트
160 : 중량체 170 : 영구자석
180 : 제2 댐퍼

Claims (8)

  1. 사각형상 케이스와 결합되어 내부 공간을 형성하는 브라켓;
    상기 브라켓의 상면에 결합하는 회로기판과, 상기 회로기판과 연결되는 코일을 구비하는 고정자;
    상기 코일의 외측에 배치되는 영구자석과, 상기 영구자석의 외주 측에 결합하는 중량체를 구비하는 진동자; 및
    상기 고정자와 진동자를 연결하며, 상기 진동자를 탄성 지지하는 탄성부재;를 포함하며,
    상기 중량체의 상면에는 외측으로 갈수록 낮아지는 경사가 형성되고,
    상기 중량체는 팔각형으로 이루어지고, 상기 중량체의 변측 내각은 135°보다 크고 180°보다 작게 이루어지며, 상기 중량체의 모서리측 내각은 90°보다 크고 135°보다 작게 이루어지고,
    상기 중량체는 중량체의 꼭지점측과 케이스의 변측이 서로 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 고정자와 연결된 진동자가 탄성 지지되어 상하로 운동하는 진동 발생장치에 있어서,
    상기 진동자에 구비된 중량체의 내측은 중공이 형성되고, 외측은 다면체를 이루며,
    상기 고정자를 이루는 케이스의 형상은 다면체로 이루어지고,
    상기 중량체의 상면에는 외측으로 갈수록 낮아지는 경사가 형성되고,
    상기 중량체는 팔각형으로 이루어지고, 상기 중량체의 변측 내각은 135°보다 크고 180°보다 작게 이루어지며, 상기 중량체의 모서리측 내각은 90°보다 크고 135°보다 작게 이루어지고,
    상기 중량체는 중량체의 꼭지점측과 케이스의 변측이 서로 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치.
  7. 삭제
  8. 사각형상 케이스와 결합되어 내부 공간을 형성하는 브라켓;
    상기 브라켓의 상면에 결합되는 회로기판과, 상기 브라켓 또는 상기 케이스에 고정되는 영구자석을 포함하는 고정자; 및,
    상기 회로기판과 전기적으로 연결되어 상기 영구자석에 대응하는 자기력을 생성하는 코일과, 상기 코일과 결합된 중량체를 포함해서 구성되는 진동자;를 포함하며,
    상기 중량체는 다면체 형상으로 이루어지고,
    상기 중량체의 상면에는 외측으로 갈수록 낮아지는 경사가 형성되고,
    상기 중량체는 팔각형으로 이루어지고, 상기 중량체의 변측 내각은 135°보다 크고 180°보다 작게 이루어지며, 상기 중량체의 모서리측 내각은 90°보다 크고 135°보다 작게 이루어지고,
    상기 중량체는 중량체의 꼭지점측과 케이스의 변측이 서로 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 진동 발생장치.
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