KR102588272B1 - 리니어 타입 상,하 진동모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 타입 상,하 진동모터에 관한 것으로서 특히, 원형 구조를 갖는 선형 진동부에서 발생되는 활용되지 않는 패키지 공간인 사공간(dead space)의 생성을 방지하는 가운데 활용 되지 않던 공간까지 진동 발생부의 중량체 크기 증가 및 에어갭을 확보하여 진동력을 향상시키며, 온도에 영향성이 적은 리니어 타입의 상,하 진동모터에 관련 것이다.

Description

리니어 타입 상,하 진동모터{LINEAR TYPE PHASE, AND THE VIBRATION MOTOR}

본 발명은 리니어 타입 상,하 진동모터에 관한 것으로서 특히, 원형 구조를 갖는 선형 진동부에서 발생되는 활용되지 않는 패키지 공간인 사공간(dead space)의 생성을 방지하는 가운데 활용되지 않던 공간까지 진동 발생부의 중량체 크기 증가 및 에어갭을 확보하여 진동력을 향상시키며, 온도에 영향성이 적은 리니어 타입의 상,하 진동모터에 관련 것이다.

최근 무선통신기술의 급격한 발달로 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 공간 활용도를 높일 수 있도록 사이즈 및 형상의 진화가 필요하게 된다.

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 회전시킴으로서, 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 엑추에이터 타입 진동모터가 제시되었다.

상하 진동형 엑추에이터 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 좌우로 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 엑추에이터 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.

한편, 모바일 시장 외에 VR(Virtual Reality), AR(Augmented Reality) 시장 확대 및 전장, 가전, 미용 등등 다양한 아이템에 햅틱 진동이 적용됨에 따라 기기는 크기가 커지고 외부 환경에 노출이 많음으로써, 다양한 햅틱 진동 효과와 온도에 영향이 없는 고진동의 진동모터가 필요하다.

공개특허공보 제10-2010-0073301호(2010.07.01)

본 발명은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서 내부 공기 흐름성을 개선하여 우수한 진동력을 제공할 수 있는 리니어 타입 상,하 진동모터를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 중량체 체적 증가로 인하여 진동력과 응답속도를 향상 시킬 수 있는 리니어 타입 상,하 진동모터를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 진동을 발생시키는 스프링에 응력 및 구조적 안정성이 제공될 수 있는 리니어 타입 상,하 진동모터를 제공하는데 목적이 있다.

그리고 본 발명은 외부 주변 온도 영향에 영향을 받지 않는 리니어 타입 상,하 진동모터를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

브라켓(100)과;

상기 브라켓(100)의 상부에 안착되어 외부전원이 코일(300)에 공급되도록 구비된 에프피시비(200)와;

상기 브라켓(100)에 안착된 것으로, 외부신호에 의해 전자계가 발생되며, 마그네트(700)와 작용하여 수직 진동이 증폭되도록 구비된 상기 코일(300)과;

상기 브라켓(100)에 고정되어 코일(300)의 내부 자계가 집중되도록 구비된 요크(400)와;

상기 브라켓(100)에 안착된 것으로, 웨이트(800)에 연결되어 진동을 증폭시키며 공진 주파수가 결정되도록 구비된 스프링(500)과;

마그네트(700)에 고정된 것으로, 자계 폐루프를 형성하고, 자계가 집중되도록 구비된 플레이트(600)와;

영구자석으로 상기 플레이트(600) 및 웨이트(800)에 고정되고, 자기장을 발생시켜 상,하진동이 발생되도록 구비된 상기 마그네트(700)와;

상기 스프링(500)과 연결되며, 중량을 이용하여 진동을 증폭시키며 공진주파수를 결정하고, 상기 플레이트(600)가 고정되도록 구비된 상기 웨이트(800); 및

외각을 형성하여 진동체를 보호하고 누설 자속이 차폐되도록 구비된 케이스(900)가 포함됨으로써, 우수한 진동력과 응답속가 제공되는 가운데 응력 및 구조적 안정성이 제공될 수 있도록 구성된다.

따라서, 본 발명은 중량체의 사공간을 줄이는 가운데 중량을 증가시켜 우수한 진동력을 얻을 수 있고, 내부 공기 흐름성을 개선시켜 진동체가 더욱 원활하게 진동되도록 하여 우수한 진동력이 제공될 수 있도록 하는 가운데 기존 면적보다 넓은 면적을 갖는 스프링에 의하여 충분한 고정성이 확보될 수 있도록 하여 진동체 구동시 떨림 및 잔 충격등에 신뢰성이 확보될 수 있도록 하고, 자성유체 미 사용에 따른 온도에 의한 점도 변화가 없어 사용 온도에 대하여 제약이 없는 리니어 타입 상,하 진동모터를 제공하는 효과를 갖는다.

도1은 본 발명에 따른 리니어 타입 상,하 진동모터를 분리하여 도시한 사시도이다.
도2는 본 발명에 따른 리니어 타입 상,하 진동모터를 도시한 종단면도이다.
도3a은 본 발명에 따른 리니어 타입 상,하 진동모터에 있어, 웨이트, 마그네트, 플레이트와 케이스가 제거된 상태를 도시한 사시도이고, 도3b는 케이스만 제거된 상태를 도시한 사시도이고, 도3c는 케이스만 제거된 상태의 내외부를 절개하여 도시한 사시도이다.
도4a는 본 발명에 따른 리니어 타입 상,하 진동모터에 있어, 케이스가 제거된 상태를 도시한 평면도이고, 도4b는 리니어 타입 상,하 진동모터에 있어, 웨이트를 도시한 평면도이고, 도4c는 리니어 타입 상,하 진동모터에 있어, 웨이트와 케이스 사이로 제공되는 에어캡을 도시하기 위한 평면도이다.
도5a 및 도5b는 본 발명에 따른 리니어 타입 상,하 진동모터에 있어, 웨이트가 상하 진동되는 과정에서 공기 흐름을 도시한 단면도이다.
도6a는 본 발명에 따른 리니어 타입 상,하 진동모터에 구비된 웨이트의 압력 해석 결과이고, 도6b는 종래 기술에 따른 웨이트의 압력 해석결과이다.
도7a는 본 발명에 따른 리니어 타입 상,하 진동모터에 있어, 스프링 및 스프링이 브라켓에 얹혀진 상태를 도시한 평면도이고, 도7b는 종래 기술에 따른 스프링의 평면도이다.

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.

우선, 본 발명은 브라켓(100), 에프피시비(200), 코일(300), 요크(400), 스프링(500), 플레이트(600), 마그네트(700), 웨이트(800) 및 케이스(900) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다.

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

도1 및 도2를 참조하면,

도1은 본 발명에 따른 리니어 타입 상,하 진동모터를 분리하여 도시한 사시도이고, 도2는 본 발명에 따른 리니어 타입 상,하 진동모터를 도시한 종단면도이다.

본 발명에 따른 리니어 타입 상,하 진동모터는 브라켓(100)의 상부에 안착된 에프피시비(200)를 통해 외부전원이 코일(300)에 공급되어 전자계가 발생되고, 발생된 전자계는 마그네트(700)와 작용하여 수직 진동이 증폭된다.

상기 요크(400)는 브라켓(100)에 고정되어 코일(300)의 내부 자계가 집중되고, 웨이트(800)에 연결되어 진동을 증폭시키며, 공진 주파수가 결정되도록 구비된 스프링(500)이 브라켓(100)에 안착된다.

자계 폐루프를 형성하고, 자계가 집중되도록 구비된 플레이트(600)가 마그네트(700)에 고정되고, 상기 마그네트(700)는 영구자석으로 플레이트(600) 및 웨이트(800)에 고정되어 자기장이 발생됨으로써, 상,하진동이 발생된다.

상기 웨이트(800)는 스프링(500)과 연결된 것으로, 중량을 이용하여 진동을 증폭시키며 공진주파수를 결정하고, 상기 플레이트(600)가 고정되도록 구비되고, 외각을 형성하여 진동체를 보호하고, 누설 자속이 차폐되는 케이스(900)가 덮혀진다.

도3a 내지 도7b를 참조하면,

도3a은 본 발명에 따른 리니어 타입 상,하 진동모터에 있어, 웨이트, 마그네트, 플레이트와 케이스가 제거된 상태를 도시한 사시도이고, 도3b는 케이스만 제거된 상태를 도시한 사시도이고, 도3c는 케이스만 제거된 상태의 내외부를 절개하여 도시한 사시도이고, 도4a는 본 발명에 따른 리니어 타입 상,하 진동모터에 있어, 케이스가 제거된 상태를 도시한 평면도이고, 도4b는 리니어 타입 상,하 진동모터에 있어, 웨이트를 도시한 평면도이고, 도4c는 리니어 타입 상,하 진동모터에 있어, 웨이트와 케이스 사이로 제공되는 에어캡을 도시하기 위한 평면도이고, 도5a 및 도5b는 본 발명에 따른 리니어 타입 상,하 진동모터에 있어, 웨이트가 상하 진동되는 과정에서 공기 흐름을 도시한 단면도이고, 도6a는 본 발명에 따른 리니어 타입 상,하 진동모터에 구비된 웨이트의 압력 해석 결과이고, 도6b는 종래 기술에 따른 웨이트의 압력 해석결과이고, 도7a는 본 발명에 따른 리니어 타입 상,하 진동모터에 있어, 스프링 및 스프링이 브라켓에 얹혀진 상태를 도시한 평면도이고, 도7b는 종래 기술에 따른 스프링의 평면도이다.

본 발명에 따른 상기 웨이트(800)는 웨이트 몸체(810)의 중앙에 마그네트 삽입홀(811)이 구비되고, 상기 웨이트 몸체(810)의 가장자리에 테두리부(820)가 구비되는 가운데 상기 각각의 테두리부(820) 중앙에 통기홀(821)이 포함되게 구비된다. 이때, 상기 웨이트(800)는 사각 형태를 이용한 중량체의 체적 증가로 인하여 진동력와 응답속가 향상된다.

상기 테두리부(820)는 다각인 8각형태를 갖도록 구비됨으로써, 상기 브라켓(100)과의 접촉면적을 최대한 증가시켜 외부 충격 및 신뢰성 등 안전성이 충분하게 확보될 수 있게 된다.

이러한 상기 통기홀(821)은 반원형태를 갖도록 구비됨에 따라 도4a 내지 도5b에 도시된 바와 같이, 상,하 진동모터 내부의 공기 흐름성을 개선시켜 더욱 우수한 진동력을 제공할 수 있게 된다.

이때, 상기 통기홀(821)이 형성되지 않은 기존의 공기 흐름은 도6b에 도시된 바와 같이, 기존 웨이트(WT)의 구조에 의하여 내부의 공기가 더 압축됨으로써, 압력(Max 324 Pa)이 높아 부하가 크나, 본 발명은 도6a에 도시된 바와 같이, 통기홀(821)에 의하여 내부 공기 흐름성이 향상됨으로써, 압력(Max 249 Pa)이 낮음에 따라 약 30% 개선된 효과를 갖는다.

도7a 및 도7b를 참조하면,

도7a는 본 발명에 따른 리니어 타입 상,하 진동모터에 있어, 스프링 및 스프링이 브라켓에 얹혀진 상태를 도시한 평면도이고, 도7b는 종래 기술에 따른 스프링의 평면도이다.

상기 스프링(500)의 외부는 도7a에 도시된 바와 같이, 외부는 다각부(510)를 가지며, 내부는 나선부(520)를 갖도록 구비된다. 이때, 상기 다각부(510)는 8각 형태를 갖는 바닥 지지부(511)로 구비되고, 상기 나선부(520)는 나선형상을 갖는 3개의 탄성 다리부(521)가 포함됨으로써, 상,하진동을 발생 시키는 스프링(500)은 응력 및 구조적 안정성이 충분하게 확보될 수 있게 되고, 도7b에 도시된 기존의 브라켓(BK)의 상부에 구비된 원형 판 스프링(SP) 보다 면적이 넓어 고정 부위에 대한 고정성을 더 충분하게 확보하여 구동시 떨림 및 잔 충격 등에 신뢰성을 확보 할 수 있다. 이때, 요크(YK)는 스프링(SP)의 중앙에 위치되도록 한다.

상기 바닥 지지부(511)는 마주보는 4개의 대각선 모서리에 만곡형태를 갖는 댐퍼 가이드홈(511-1)이 구비되고, 이러한 상기 댐퍼 가이드홈(511-1)에 낙하 및 진동 완충용 댐퍼(DP)가 부착된다. 이때, 상기 댐퍼(DP)는 PU Foam 또는 실리콘으로 구비되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 외측 모서리 기준인 4개의 대각선 모서리에 구비된 만곡형태를 갖는 댐퍼 가이드홈(511-1)을 통해 웨이트(800)가 노출되고, 댐퍼(DP)가 자성유체가 아닌 PU Foam 또는 실리콘으로 사용됨으로써, 온도에 의한 점도 변화가 없어 사용 온도에 대하여 제약이 발생되는 것을 방지하게 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.

100:브라켓 200:에프피시비
300:코일 400:요크
500:스프링 510:다각부
511:바닥 지지부 511-1:댐퍼 가이드홈
520:나선부 521:탄성 다리부
600:플레이트 700:마그네트
800:웨이트 810:웨이트 몸체
811:마그네트 삽입홀 820:테두리부
821:통기홀 900:케이스

Claims (8)

1. 브라켓(100);
   상기 브라켓(100)의 상부에 안착되어 외부전원이 코일(300)에 공급되도록 구비된 에프피시비(200);
   상기 브라켓(100)에 안착된 것으로, 외부신호에 의해 전자계가 발생되며, 마그네트(700)와 작용하여 수직 진동이 증폭되도록 구비된 상기 코일(300);
   상기 브라켓(100)에 고정되어 코일(300)의 내부 자계가 집중되도록 구비된 요크(400);
   상기 브라켓(100)에 안착된 것으로, 웨이트(800)에 연결되어 진동을 증폭시키며 공진 주파수가 결정되도록 외부는 8각 형태를 갖고 마주보는 4개의 대각선 모서리에 만곡형태를 갖는 댐퍼 가이드홈(511-1)이 구비된 바닥 지지부(511)로 구비되고, 내부는 나선부(520)를 갖도록 구비되며, 상기 나선부(520)는 나선형상을 갖는 3개의 탄성 다리부(521)가 포함된 다각부(510)를 갖도록 구비된 스프링(500);
   마그네트(700)에 고정된 것으로, 자계 폐루프를 형성하고, 자계가 집중되도록 구비된 플레이트(600);
   영구자석으로 상기 플레이트(600) 및 웨이트(800)에 고정되고, 자기장을 발생시켜 상,하진동이 발생되도록 구비된 상기 마그네트(700);
   상기 스프링(500)과 연결되며, 중량을 이용하여 진동을 증폭시키며 공진주파수를 결정하고, 상기 플레이트(600)가 고정되도록 마그네트 삽입홀(811)을 갖는 웨이트 몸체(810)와, 상기 웨이트 몸체(810)의 가장자리에 다각인 8각 형태를 갖도록 구비된 테두리부(820) 및 상기 각각의 테두리부(820) 중앙에 반원 형태를 갖도록 구비된 통기홀(821)이 포함된 상기 웨이트(800); 및
   외각을 형성하여 진동체를 보호하고 누설 자속이 차폐되도록 구비된 케이스(900)가 포함됨을 특징으로 하는 리니어 타입 상,하 진동모터.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 댐퍼 가이드홈(511-1)은
   낙하 및 진동 완충용 댐퍼(DP)가 부착되되, 상기 댐퍼(DP)는 PU Foam 또는 실리콘으로 구비되고, 외측 모서리 기준으로 웨이트(800)가 노출되도록 구비됨을 특징으로 하는 리니어 타입 상,하 진동모터.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

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