KR102142564B1

KR102142564B1 - 사운드 진동 액츄에이터

Info

Publication number: KR102142564B1
Application number: KR1020180127318A
Authority: KR
Inventors: 박석준; 최준근; 손연호; 김용태; 김용진; 김승욱; 문동수
Original assignee: 주식회사 엠플러스
Priority date: 2018-10-24
Filing date: 2018-10-24
Publication date: 2020-08-10
Also published as: US11569722B2; KR20200046321A; US20200136489A1

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 사운드 진동 액츄에이터(100)는, 하부 케이스(10a), 측부 케이스(10b) 및 상부 케이스(10c)를 포함하며 내부 공간을 형성하는 케이스(10), 상기 상부 케이스(10c)와 결합되며, 외부로부터 전원을 공급받는 코일부(20), 상기 내부 공간에 배치되는 자석부(30) 및 상기 자석부(30)와 일면이 결합되는 탄성부재(40)를 포함하고, 상기 하부 케이스(10a)는, 외부 음향 발생부(S)에 고정되는 사운드 진동 액츄에이터(100)를 포함하되, 상기 사운드 진동 액츄에이터(100)는, 상기 코일부(20)의 일면에 결합되는 중량부(50)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

사운드 진동 액츄에이터{SOUND VIBRATION ACTUATOR}

본 발명은 사운드 진동 액츄에이터에 관한 것이다. 보다 자세하게는 고주파수 대역의 진동을 발생시키고, 고주파수 대역의 진동을 제어할 수 있는 사운드 진동 액츄에이터에 관한 것이다.

일반적으로 스마트폰 등의 모바일 단말에는 통화 착신 등의 인터페이싱은 물론, 키 입력, 이벤트 발생, 앱 실행 등을 사용자에게 인터페이싱하기 위한 진동 기능(햅틱, Haptic)이 구현되며, 진동 기능을 구현하기 위한 구동 장치로, 전자기력을 기계적 구동력으로 빠르게 변환하여 상하 진동을 발생시키는 진동 모터가 이용되고 있다.

한편, 최근 모바일 단말은 전방 화면의 비율이 90% 이상을 차지하는 베젤리스(Bezelless)가 디자인이 대세를 이룸에 따라 종래의 모바일 단말 전면에 배치한 사운드 스피커, 리시버 홀 등을 모바일 단말 내에 배치시키는 기술이 개시되고 있으며, 이러한 기술 중 하나로 전자기력을 이용하는 진동 모터의 주파수 제어를 통해 원하는 음향을 발생시키는 사운드 액츄에이터가 개발되고 있다.

특히, 사운드 진동 액츄에이터는 모바일 단말 내부에서 사운드 기능을 구현하기 위해, 고음역대의 사운드를 발생시킬 수 있는 높은 공진 주파수의 진동뿐만 아니라, 고주파수 대역의 진동을 제어할 수 있는 기술을 필요로 한다.

즉, 다양한 대역의 공진 주파수를 발생시켜 스피커, 리시버 등의 사운드 기능을 제공할 수 있는 사운드 진동 액츄에이터가 요구되며, 본 발명은 이에 관한 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 공진 주파수를 제어할 수 있는 사운드 진동 액츄에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 다양한 주파수 대역 중 높은 대역의 주파수를 제어할 수 있는 사운드 진동 액츄에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 외부 음향 발생 장치에 장착되어 진동 발생 장치와 음향 발생 장치의 역할을 모두 수행할 수 있는 사운드 진동 액츄에이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 사운드 진동 액츄에이터는 하부 케이스, 측부 케이스 및 상부 케이스를 포함하며 내부 공간을 형성하는 케이스, 상기 상부 케이스와 결합되며, 외부로부터 전원을 공급받는 코일부, 상기 내부 공간에 배치되는 자석부 및 상기 자석부와 일면이 결합되는 탄성부재를 포함하고, 상기 하부 케이스는, 외부 음향 발생부에 고정되는 사운드 진동 액츄에이터를 포함하되, 상기 사운드 진동 액츄에이터는, 상기 코일부와 결합되는 중량부를 더 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 코일부는, 외부로부터 전원을 공급받아 유도 기전력을 발생시키는 코일 및 자속을 집속시키며, 자성 물질로 이루어지는 코일 요크를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 코일 요크는, 상기 코일의 하부에 배치될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 중량부는, 상기 코일 요크의 하부에 배치될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 중량부는, 상기 코일과 상기 코일 요크 사이에 배치될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 중량부는, 상기 코일 및 코일 요크와 동일한 형상을 가질 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 상부 케이스는, 중심부에 상기 코일 및 상기 코일 요크가 안착되는 돌출부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 중량부는, 상기 돌출부 및 상기 코일부를 감싸며 배치될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 중량부는, 상기 코일부와 압입 방식, 본딩(bonding) 방식 및 용접 방식 중 하나의 방식을 이용하여 결합될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 중량부는, 상기 코일부 및 상기 상부 케이스보다 큰 비중을 가지는 재질로 이루어질 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 하부 케이스, 상기 측부 케이스 및 상기 상부 케이스를 포함하는 케이스는, 자성 물질로 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 사운드 진동 액츄에이터를 이루는 구성 요소들의 결합 방식을 변형하여, 저주파수 공진 대역뿐만 아니라 고주파수 공진 대역의 진동을 발생시킬 수 있다.

또한, 사운드 진동 액츄에이터 내부에 중량부를 배치시킴으로써, 고주파수 공진 대역의 진동을 제어할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 사운드 진동 액츄에이터가 장착되는 외부 음향 발생부가 저음역대부터 고음역대까지 다양한 주파수 대역의 음향을 발생시킬 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 따른 사운드 진동 액츄에이터의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 사운드 진동 액츄에이터를 도 1에 도시된 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 사운드 진동 액츄에이터를 도 1에 도시된 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 사운드 진동 액츄에이터를 도 1에 도시된 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 사운드 진동 액츄에이터의 특성 변화 그래프를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사운드 진동 액츄에이터(100)의 사시도이다.

도 1을 설명하기에 앞서, 본 발명에서의 사운드 진동 액츄에이터(100)는 진동 및 진동에 따른 음향을 발생시키는 장치로서, 내부의 구성 요소들 간의 전자기적인 힘에 의해 진동을 발생시키고, 사운드 진동 액츄에이터(100)의 외형을 이루는 하나의 면이 외부 음향 발생부(S)와 결합되어 진동에 따른 음향을 발생시킬 수 있다.

도 1을 참조하면, 사운드 진동 액츄에이터(100)는 납작한 원통 형상으로 이루어지며, 하부에 사운드 진동 액츄에이터(100)로 전원을 공급하는 입력 단자(미도시)가 노출될 수 있다. 여기서, 입력 단자는 사운드 진동 액츄에이터(100)의 내부에서 외부로 인출된 전원 공급 단자로, FPC로 얇게 형성될 수 있다.

그에 따라, 사운드 진동 액츄에이터(100)의 하부면은 입력 단자를 안착시킬 수 있는 기판 안착부가 추가 배치되거나, 하부 케이스(10a)가 돌출 형상을 포함할 수 있다.

한편, 도 1에서 사운드 진동 액츄에이터(100)가 하부에 입력 단자를 포함함에 따라, 입력 단자가 하부에 배치되는 것으로 이해될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 입력 단자가 꺾인 형상을 가짐으로써, 사운드 진동 액츄에이터(100) 내부 공간의 상측에 전원을 공급할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 사운드 진동 액츄에이터를 도 1에 도시된 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 사운드 진동 액츄에이터(100)는, 케이스(10), 코일부(20), 자석부(30), 탄성부재(40) 및 중량부(50)를 포함함을 확인할 수 있다.

먼저, 케이스(10)는 내부에 진동과 사운드를 발생시키기 위한 코일부(20), 자석부(30), 탄성부재(40) 및 중량부(50)를 수용하도록 내부 공간이 형성될 수 있다.

이러한 내부 공간을 형성하기 위해, 케이스(10)는 하부 케이스(10a), 측부 케이스(10b), 상부 케이스(10c)로 나누어질 수 있으며, 각각의 케이스는 나누어져 각각이 코킹(caulking) 또는 본딩(Bonding) 또는 용접(Welding)을 통해 결합될 수 있다. 또한, 사용자의 설계에 따라 각 부분이 선택적으로 결합되어 형성될 수도 있다.

상부 케이스(10c)는 중심에 코일부(20)가 안착될 수 있는 돌출부(11)를 포함함을 확인할 수 있다. 돌출부(11)는 상부 케이스(10c)의 중심부에서 내부 공간으로 삽입된 중공 형상으로, 프레스 또는 딥 드로잉 공법을 사용하여 형성될 수 있다. 다만, 돌출부(11)의 구조는 이에 한정되지 않으며, 중심부에 중심 요크가 배치되어 코일부(20), 중량부(50) 등 사운드 진동 액츄에이터(100) 내부에 배치된 구성 요소들을 지지할 수 있다.

한편, 상부 케이스(10c)는 음향 진동판일 수 있으며, 그에 따라 코일부(20)가 자석부(30)와의 전자기력에 의해 진동함으로써 사운드를 발생시킬 수 있다.

측부 케이스(10b)는 상부 케이스(10c) 및 하부 케이스(10a)의 둘레와 동일한 형상을 가지고 배치될 수 있다. 본 발명에서 측부 케이스(10b)는 원통 형상을 이루는 것으로 설명되었으나, 이에 한정되지 않고, 상부 케이스(10c) 및 하부 케이스(10a)의 형상에 따라 사각형, 다각형 등으로 형성될 수도 있으며, 케이스(10)의 내부 공간에 배치된 탄성부재(40)도 동일한 사각형, 다각형 형상일 수 있다.

하부 케이스(10a)는 외부 음향 발생부(S)와 고정 결합될 수 있다. 이를 위해, 하부 케이스(10a)의 일면에 접착 부재가 배치되거나 하부 케이스(10a)를 관통하는 고정 홀(H)를 포함할 수 있다. 한편, 음향 발생부(S)는 사운드를 발생시키는 다양한 종류의 기구물을 포함하며, 대표적인 예로서 디스플레이 모듈이 포함될 수 있다.

또한, 하부 케이스(10a)만이 외부 음향 발생부(S)에 고정되고, 나머지 구성 요소들은 외부의 어느 장치에도 고정되어 있지 않아, 사운드 진동 액츄에이터(100)에 전원이 공급되는 경우, 상부 케이스(10c)의 내측면에 배치된 코일부(20)가 진동할 수 있어, 사운드 진동 액츄에이터(100)와 연결된 외부 음향 발생부(S)가 고음역대의 진동을 발생시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 코일부(20)가 진동하는 경우, 자석부(30)의 진동에 따른100Hz 중심의 공진 주파수 외에도 5000Hz 중심의 높은 공진 주파수의 진동을 발생시킬 수 있다.

한편, 하부 케이스(10a), 측부 케이스(10b) 및 상부 케이스(10c)를 포함하는 케이스(10)는 내부 공간에 배치된 코일부(20) 및 자석부(30)로부터 발생되는 자계를 극대화하기 위해, 자성물질로 이루어질 수 있다. 그에 따라, 하부 케이스(10a), 측부 케이스(10b) 및 상부 케이스(10c)는 동일한 자성체로 이루어지거나, 사용자의 선택에 따라 서로 다른 자성 물질로 이루어질 수 있다.

다음으로, 코일부(20)는 코일(22) 및 코일 요크(24)를 포함함을 확인할 수 있다. 여기서, 코일(22) 및 코일 요크(24)는 케이스(10)의 상측, 즉 상부 케이스(10c)와 결합되며, 상부 케이스(10c)의 경우, 가장자리 영역만이 측부 케이스(10b)와 고정되고, 이외의 영역에서는 어떠한 구성 요소와도 고정되어 있지 않기 때문에, 코일(22) 및 코일 요크(24)가 진동하는 과정에서 함께 진동할 수 있다.

한편, 코일부(20)의 코일(22)은 사운드용 코일일 수 있으며, 외부로부터 전원을 공급받아 방향과 세기가 다른 자계를 발생시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 코일(22)에 교류전류가 공급되면, 코일(22)로 유도 기전력이 발생하여 코일(22)과 접촉된 상부 케이스(10c)가 가청 주파수 대역의 신호로 진동하고, 이를 통해 사운드가 발생할 수 있다.

이를 위해, 코일부(20)의 코일(22) 및 코일 요크(24)는 상부 케이스(10c)의 돌출부(11) 둘레를 따라 배치될 수 있으며, 코일 요크(24)의 상부에 코일(22)이 배치될 수 있다. 또한, 코일(22) 및 코일 요크(24)는 돌출부(11)의 둘레에 맞게 배치되기 위해 링 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 돌출부(11)에 맞게 끼워질 수 있는 홀을 포함하는 다양한 형상(예. 다각형 형상)을 가질 수 있다.

아울러, 코일부(20)의 코일 요크(24)는 돌출부(11)를 따라 코일(22)과 평행하게 배치되며, 자성 물질로 이루어져 코일(22) 내에서 발생하는 자속을 집속시키고, 유도 기전력을 증폭시킬 수 있다.

한편, 코일부(20)의 코일(22) 및 코일 요크(24)가 발생시키는 유도 기전력에 따라 코일부(20)가 진동하는 과정에서, 코일부(20)와 평행하게 배치된 자석부(30)의 공진 주파수에 대응되는 유도 기전력이 발생하는 경우, 자석부(30)가 구동될 수 있다. 그에 따라, 자석부(30)의 공진 주파수가 100Hz 내지 300Hz 를 가지도록 설계된 경우, 코일부(20)가 이에 대응되는 교류 전류를 공급받을 수 있다. 다만, 설계 조건에 따라 자석부(30)의 공진 주파수 대역은 변경될 수 있다.

또 다른 한편, 코일부(20)에는 중량부(50)가 결합되어 사운드 진동 액츄에이터(100)의 공진 주파수가 제어될 수 있다. 보다 구체적으로, 중량부(50)는 코일부(20) 또는 코일부(20)가 결합되는 상부 케이스(10c)보다 큰 비중을 가지는 재질로서, 코일부(20)의 진동에 따른 고주파수의 공진 대역이 중량부(50)가 결합되지 않았을 때보다 낮아질 수 있다.

뿐만 아니라, 중량부(50)는 코일부(20) 또는 상부 케이스(10c)보다 큰 질량을 가질 수도 있으며, 비중 값과 동일하게 코일부(20)의 진동에 따른 고주파수의 공진 대역이 중량부(50)가 결합되지 않았을 때보다 낮아질 수 있다.

이와 같이, 중량부(50)를 이용하여 코일부(20)의 공진 주파수를 제어하기 위해, 중량부(50)는 코일부(20)의 하부, 즉 코일 요크(24)의 하부에서 코일 요크(24)와 일면이 맞닿도록 배치될 수 있으며, 중량부(50) 역시, 코일(22) 및 코일 요크(24)와 동일한 링 형상을 가지고 상부 케이스(10c)의 돌출부(11)에 고정될 수 있다.

또한, 중량부(50)가 고정되는 방식에는 압입 방식, 본딩(bonding) 방식 및 용접 방식 중 하나의 방식이 이용될 수 있으며, 그에 따라 중량부(50)가 진동 시에도 코일부(20)에 단단하게 고정될 수 있다.

한편, 중량부(50)는 자성체 또는 비자성체로 구성될 수 있으며, 자성체로 이루어지는 경우, 코일 요크(24)와 동일하게 코일(22)에서 발생하는 자속을 집속시키고, 유도 기전력을 증폭시킬 수 있다.

중량부(50)의 형상과 관련하여, 중량부(50)의 내경(R1)은 내부 공간에서의 돌출부(11)의 외경과 동일하도록 형성될 수 있으며, 중량부(50)의 외측 둘레를 이루는 외경(R2)은 사용자가 제어하고자 하는 공진 주파수에 따라 상이하게 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 중량부(50)의 외경(R2)이 커질수록 중량부(50)의 질량도 커지며, 그에 따른 공진 주파수 값이 작아지기 때문에, 중량부(50)의 외경(R2)을 조정하여, 공진 주파수의 감소량을 제어할 수 있다. 다만, 중량부(50)의 외경(R2)은 코일 요크(24)의 둘레를 따라 배치되어 있는 자석(32)의 내경보다 작게 형성하여, 진동에 따른 충돌을 방지할 수 있다.

다음으로, 자석부(30)는 코일(22)의 외측면에 배치될 수 있으며, 자석(32), 중량체(34) 및 요크(36)를 포함함을 확인할 수 있다. 자석부(30)는 코일부(20)에 교류 전류가 공급되면, 교류 전류의 크기 변화에 따라 상이하게 구동될 수 있다.

자석부(30)의 자석(32)은 코일 요크(24)의 둘레를 따라 배치될 수 있으며, 코일부(20)의 코일(22) 및 코일 요크(24)에서 발생하는 유도 기전력을 통해 상하 진동을 수행하고 전자기력을 발생시킬 수 있다. 또한, 도 2의 자석(32)은 하나로 도시되어 있으나, 두 개 이상의 자석(32)이 결합되어 있을 수 있으며, 그에 따라 보다 강한 전자기력을 발생시킬 수 있다.

한편, 자석부(30)의 자석(32)과 코일 요크(24) 사이에 자성 유체(미도시)가 도포될 수 있으며, 그에 따라, 자석부(30)가 진동 발생 후 서서히 정지하는 과정에서 자성 유체의 점성에 의해 진동력을 억제하여 사운드 진동 액츄에이터(100) 내에서 발생하는 소음을 억제시킬 수 있다. 또한, 자성 유체가 자석(32)과 코일 요크(24)의 직접적인 접촉을 방지하여, 진동 과정에서 자석(32)과 코일 요크(24)가 충돌하여 손상되는 것을 막을 수 있다.

다음으로, 자석부(30)의 중량체(34)는 자석(32)의 둘레를 따라 배치되어, 자석(32)의 상하 진동을 증폭시킬 수 있다. 또한, 중량체(34)의 외경은 측부 케이스(10b)의 내경보다 작게 형성되어, 자석부(30) 전체가 상하 진동을 수행하는 과정에서 측부 케이스(10b)와 접촉하는 것을 방지하여, 사운드 진동 액츄에이터(100)의 신뢰성을 확보할 수 있다.

자석부(30)의 요크(36)는 자석(32)과 중량체(34)가 맞닿는 측면에 배치되며, 자석(32)과는 직접 접촉될 수 있다. 요크(36)는 자석(32)에서 발생되는 자기장의 흐름을 원활하게 하기 위한 자기 폐회로를 형성할 수 있다.

다음으로, 탄성부재(40)는 상부 케이스(10c)에 배치되어 자석부(30)를 지지할 수 있다. 보다 구체적으로, 탄성부재(40)의 외측에서 내측으로 들어갈수록 하부 방향으로 돌출된 구조를 가질 수 있으며, 그에 따라 탄성부재(40)의 외측 가장자리는 상부 케이스(10c)와 접하고, 내측 중심부는 자석부(30)와 접할 수 있다.

이와 같이, 탄성부재(40)가 자석부(30)를 지지함에 따라, 자석부(30)의 상하 운동을 지지할 뿐만 아니라, 자석부(30)의 상하 진동을 증폭시킬 수 있으며, 탄성부재(40)를 자성을 가지는 물질로 형성하여, 자석부(30)의 상하 진동을 보조할 수도 있다.

한편, 탄성부재(40)가 자석부(30)를 지지하는 과정에서, 일면이 상부 케이스(10c)가 아닌 하부 케이스(10a)와 접할 수 있으며, 그에 따라 탄성부재(40)의 내측 중심부는 자석부(30)와 접하고, 외측 가장자리는 하부 케이스(10a)와 접할 수 있다.

또한, 탄성부재(40)는 상부 케이스(10c) 또는 하부 케이스(10a)와 용접 방식으로 고정 결합될 수 있으며, 그에 따라 탄성부재(40)의 고정력이 상승하여, 원하는 공진 주파수를 정확하게 설정할 수 있다.

마지막으로, 사운드 진동 액츄에이터(100) 내부 공간에서 중량부(50)를 포함하는 코일부(20) 및 자석부(30)가 진동함에 따라, 진동에 따른 케이스(10)의 손상을 방지할 수 있는 완충 부재(60)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 완충 부재(60)는 하부 케이스(10a) 상에 배치되어, 진동 충격에 따른 외부 음향 발생부(S)의 손상 또는 진동량 손실을 방지할 수 있다.

지금까지 본 발명의 제1 실시예에 따른 사운드 진동 액츄에이터(100)의 내부 구조에 대하여 설명하였다. 본 발명에 따르면, 사운드 진동 액츄에이터(100) 내부 공간에 배치된 진동하는 코일부(20)에 결합 가능한 중량부(50)를 포함함에 따라, 고주파수의 공진 대역이 용이하게 제어될 수 있으며, 사운드 진동 액츄에이터(100)와 결합하는 외부 음향 발생부(S)도 그에 대응되는 음향을 발생시킬 수 있어, 사운드 진동 액츄에이터(100)가 다양한 분야에 적용 가능할 수 있다.

이하에서는 제2 및 제3 실시예에 따른 사운드 진동 액츄에이터(100)에 대하여 설명하도록 한다. 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 사운드 진동 액츄에이터(100)를 도 1에 도시된 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 사운드 진동 액츄에이터(100)는 케이스(10), 코일부(20), 자석부(30), 탄성부재(40) 및 중량부(50)를 포함함을 확인할 수 있으며, 앞서 설명한 제1 실시예와 동일한 구성 또는 형상을 가지는 요소에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

다시 말해서, 도 3의 코일부(20), 자석부(30), 탄성부재(40)는 제1 실시예와 동일한 바, 설명을 생략하도록 한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 사운드 진동 액츄에이터(100)는 코일부(20)의 하부에서 상부 케이스(10c)의 돌출부(11)를 감싸는 형상으로 이루어진 중량부(50)를 포함할 수 있으며, 중량부(50)를 통해 사운드 진동 액츄에이터(100)의 공진 주파수가 제어될 수 있다. 보다 구체적으로, 중량부(50)는 코일(22)과 코일 요크(24)를 포함하는 코일부(20) 또는 코일부(20)가 결합되는 상부 케이스(10c)보다 큰 비중을 가지는 재질로 이루어짐에 따라, 코일부(20)의 진동에 따른 고주파수의 공진 대역이 중량부(50)가 결합되지 않았을 때보다 낮아질 수 있다.

뿐만 아니라, 중량부(50)는 코일(22) 및 코일 요크(24)를 포함한 코일부(20) 또는 상부 케이스(10c)보다 큰 질량을 가질 수도 있으며, 비중 값과 동일하게 코일부(20)의 진동에 따른 고주파수의 공진 대역이 중량부(50)가 결합되지 않았을 때보다 낮아질 수 있다.

이와 같이, 중량부(50)를 이용하여 코일부(20)의 공진 주파수를 제어하기 위해, 중량부(50)는 코일부(20)를 지지하는 돌출부(11) 및 코일 요크(24)의 일면을 덮는 소정의 두께(D1)를 가지며 배치될 수 있다. 즉, 제2 실시예에 따른 중량부(50)는 돌출부(11)에 끼워질 수 있는 모자 형상을 이루어 코일부(20)와 결합할 수 있다. 또한 중량부(50)가 결합되는 방식으로는 압입 방식, 본딩(bonding) 방식 및 용접 방식 중 하나의 방식이 사용될 수 있으며, 진동 시에도 중량부(50)가 코일부(20)에 단단하게 고정될 수 있다.

중량부(50)의 형상과 관련하여, 중량부(50)의 내경(R3)은 내부 공간에서의 돌출부(11)의 외경과 동일하도록 형성될 수 있으며, 중량부(50)의 외측 둘레를 이루는 외경(R4)은 사용자가 조절하고자 하는 공진 주파수에 따라 상이하게 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 중량부(50)의 외경(R4)이 커질수록 중량부(50)의 질량도 커지며, 그에 따른 공진 주파수 값이 작아지기 때문에, 중량부(50)의 외경(R4)을 조정하여, 공진 주파수의 감소량을 제어할 수 있다. 다만, 중량부(50)의 외경(R2)은 코일 요크(24)의 둘레를 따라 배치되어 있는 자석(32)의 내경보다 작게 형성하여, 진동에 따른 충돌을 방지할 수 있다.

또한, 돌출부(11) 및 코일 요크(24)의 일면을 감싸는 형태의 중량부(50)의 경우, 돌출부(11)를 감싸는 두께(D1)를 조정함으로써, 공진 주파수의 감소량을 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 중량부(50)의 두께(D1)가 두꺼워질수록 중량부(50)의 질량도 커지고, 그에 따른 공진 주파수 값이 작아지기 때문에, 중량부(50)의 두께(D1)를 조정하여, 공진 주파수의 감소량을 제어할 수 있다. 다만, 중량부(50)의 최대 두께(D1)는 코일부(20) 또는 자석부(30)의 진동에 따른 상하 변위(진폭)을 고려한 상한 값을 가질 수 있다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 사운드 진동 액츄에이터(100)를 도 1에 도시된 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 사운드 진동 액츄에이터(100)는 케이스(10), 코일부(20), 자석부(30), 탄성부재(40) 및 중량부(50)를 포함함을 확인할 수 있으며, 앞서 설명한 제1 실시예와 동일한 구성 또는 형상을 가지는 요소에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

다시 말해서, 도 4의 코일부(20), 자석부(30), 탄성부재(40)는 제1 실시예와 동일한 바, 설명을 생략하도록 한다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 사운드 진동 액츄에이터(100)는 코일(22)과 코일 요크(24) 사이에 배치되는 중량부(50)를 포함할 수 있으며, 이러한 중량부(50)를 통해 사운드 진동 액츄에이터(100)의 공진 주파수가 제어될 수 있다. 보다 구체적으로, 중량부(50)는 코일 요크(24) 또는 코일부(20)가 결합되는 상부 케이스(10c)보다 큰 비중을 가지는 재질로 이루어짐에 따라, 코일부(20)의 진동에 따른 고주파수의 공진 대역이 중량부(50)가 결합되지 않았을 때보다 낮아질 수 있다.

뿐만 아니라, 중량부(50)는 코일(22) 또는 상부 케이스(10c)보다 큰 질량을 가질 수도 있으며, 비중 값과 동일하게 코일부(20)의 진동에 따른 고주파수의 공진 대역이 중량부(50)가 결합되지 않았을 때보다 낮아질 수 있다.

이와 같이, 중량부(50)를 이용하여 코일부(20)의 공진 주파수를 제어하기 위해, 중량부(50)는 코일(22)과 코일 요크(24) 사이에서 소정의 두께(D2)를 가지고 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 사운드 진동 액츄에이터(100)의 높이를 기준으로 보았을 때, 중량부(50)는 코일(22)과 코일 요크(24) 사이 중 자석부(30)의 요크(36)가 배치된 지점에서 코일(22)과 일면이 맞닿게 배치될 수 있으며, 자석부(30)의 자석(32) 두께 범위 사이에서 코일 요크(24)와 타면이 맞닿게 배치될 수 있다.

즉, 제3 실시예에 따른 중량부(50)는 코일(22) 및 코일 요크(24)와 동일하게 돌출부(11)에 결합될 수 있는 고리형상을 가지며 코일부(20)와 결합될 수 있으며, 중량부(50)가 결합되는 방식으로는 압입 방식, 본딩(bonding) 방식 및 용접 방식 중 하나의 방식이 사용될 수 있어, 진동 시에도 중량부(50)가 코일부(20)에 단단하게 고정될 수 있다.

중량부(50)의 형상과 관련하여, 중량부(50)의 내경(R5)은 내부 공간에서의 돌출부(11)의 외경과 동일하도록 형성될 수 있으며, 중량부(50)의 외측 둘레를 이루는 외경(R6)은 사용자가 제어하고자 하는 공진 주파수에 따라 상이하게 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 중량부(50)의 외경(R6)이 커질수록 중량부(50)의 질량도 커지며, 그에 따른 공진 주파수 값이 작아지기 때문에, 중량부(50)의 외경(R6)을 조정하여, 공진 주파수의 감소량을 제어할 수 있다. 다만, 중량부(50)의 외경(R6)은 코일 요크(24)의 둘레를 따라 배치되어 있는 자석(32)의 내경보다 작게 형성하여, 진동에 따른 충돌을 방지할 수 있다.

또한, 코일(22)과 코일 요크(24) 사이에 배치된 중량부(50)의 경우, 두께(D2)를 조정함으로써, 공진 주파수의 감소량을 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 중량부(50)의 두께(D2)가 두꺼워질수록 중량부(50)의 질량도 커지고, 그에 따른 공진 주파수 값이 작아지기 때문에, 중량부(50)의 두께(D2)를 조정하여, 공진 주파수의 감소량을 제어할 수 있다. 다만, 중량부(50)의 최대 두께(D2)는 코일 요크(24)가 자석부(30)의 내측 공간을 벗어나지 않는 최대 상한 값을 가질 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 사운드 진동 액츄에이터(100)의 특성 변화 그래프를 나타낸 도면이다.

도 5의 (a)를 참조하면, 제2 실시예에 따른 모자 형상의 돌출부(11)를 구비함에 따라, 종래의 중량부(50)를 장착하지 않았던 비교예보다 고주파수 공진 대역이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 그에 따라, 고주파수 공진 대역이 최소 5000Hz까지 감소할 수 있어, 사운드 진동 액츄에이터(100)를 이용하여 넓은 고주파수 공진 대역의 진동을 발생시킬 수 있다.

또한, 도 5의 (b)를 참조하면, 본 발명의 사운드 진동 액츄에이터(100)를 리시버 역할을 수행할 수 있는 외부 음향 발생부(S)에 고정시킴에 따라, 사운드 진동 액츄에이터(100)의 고주파수 대역의 음압(dB)이 커지는 것을 확인할 수 있으며, 중량부(50)를 장착할 경우, 조금 더 낮은 주파수에서도 높은 음압을 발생시킬 수 있다.

지금까지, 본 발명의 일 실시예에 따른 사운드 진동 액츄에이터(100)의 코일부(20)에 고정 결합되는 중량부(50)의 구성에 대하여 설명하였다. 본 발명에 따르면, 다양한 형상의 중량부(50)를 고주파수의 진동을 발생시키는 코일부(20)에 고정시킴에 따라, 조금 더 낮은 범위에서의 고주파수 진동을 제어할 수 있으며, 이를 장착하는 외부 음향 발생부(S)도 넓은 주파수 범위의 사운드를 동일한 음압에서 발생시킬 수 있다는 효과가 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 사운드 진동 액츄에이터가 적용되는 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 전자책 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드(skin pad) 또는 문신), 또는 생체 이식형(예: implantable circuit) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다른 실시 예들에서, 전자 장치는 가전제품(home appliance)일 수 있다. 가전제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱박스(set-top box), 홈 오토메이션 컨트롤 패널(home automation control panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

다른 실시 예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 내비게이션(navigation) 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치(internet of things)(예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도제어기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또 다른 실시 예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시 예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100: 사운드 진동 액츄에이터
10: 케이스
10a: 하부 케이스
10b: 측부 케이스
10c: 상부 케이스
11: 돌출부
20: 코일부
22: 코일
24: 코일 요크
30: 자석부
32: 자석
34: 중량체
36: 요크
40: 탄성부재
50: 중량부
S: 외부 음향 발생부

Claims

하부 케이스(10a), 측부 케이스(10b) 및 상부 케이스(10c)를 포함하며 내부 공간을 형성하는 케이스(10);
상기 상부 케이스(10c)와 결합되며, 외부로부터 전원을 공급받는 코일부(20);
상기 내부 공간에 배치되는 자석부(30); 및
상기 자석부(30)와 일면이 결합되는 탄성부재(40);
를 포함하되,
상기 자석부는 제1 공진주파수로 진동하고,
상기 상부 케이스(10c)는 음향 진동판이고, 중심부에 중공형의 돌출부(11)를 포함하며, 상기 코일부는 제2 공진주파수로 진동하여 상기 음향 진동판인 상부 케이스(10c)에 의해 사운드를 발생시키며,
상기 코일부(20)와 결합되는 중량부(50)를 더 포함하여,
상기 중량부(50)에 의해 상기 코일부의 공진주파수가 조정되고, 조정된 공진주파수에 의한 사운드가 발생되며,
상기 하부 케이스(10a)는 외부 음향 발생부(S)에 고정되는,
사운드 진동 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 코일부(20)는,
외부로부터 전원을 공급받아 유도 기전력을 발생시키는 코일(22); 및
자속을 집속시키며, 자성 물질로 이루어지는 코일 요크(24);
를 포함하는 사운드 진동 액츄에이터.
제2항에 있어서,
상기 코일 요크(24)는,
상기 코일(22)의 하부에 배치되는,
사운드 진동 액츄에이터.
제3항에 있어서,
상기 중량부(50)는,
상기 코일 요크(24)의 하부에 배치되는,
사운드 진동 액츄에이터.
제2항에 있어서,
상기 중량부(50)는,
상기 코일(22)과 상기 코일 요크(24) 사이에 배치되는,
사운드 진동 액츄에이터.
제5항에 있어서,
상기 중량부(50)는,
상기 코일(22) 또는 코일 요크(24)와 동일한 형상을 가지는,
사운드 진동 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 중량부(50)는 상기 코일부(20)와 함께 상기 돌출부(11)에 안착되는, 사운드 진동 액츄에이터.
제7항에 있어서,
상기 중량부(50)는,
상기 돌출부(11) 및 상기 코일부(20)를 감싸며 배치되는,
사운드 진동 액츄에이터.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중량부(50)는,
상기 코일부(20)와 압입 방식, 본딩(bonding) 방식 및 용접 방식 중 어느 하나의 방식을 이용하여 결합되는,
사운드 진동 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 중량부(50)는,
상기 코일부(20) 및 상기 상부 케이스(10c)보다 큰 비중을 가지는 재질로 이루어지는,
사운드 진동 액츄에이터.
제1항에 있어서,
상기 하부 케이스(10a), 상기 측부 케이스(10b) 및 상기 상부 케이스(10c)를 포함하는 케이스(10)는 자성 물질로 이루어지는, 사운드 진동 액츄에이터.