KR200191043Y1 - Vibration motor system using resonance - Google Patents
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Abstract
본 고안은 공진 현상을 이용한 진동 모터 시스템에 관한 것으로서, 진동원의 진동량을 늘리지 않고 체감 진동량을 극대화하기 위한 것이다. 본 고안에 따른 진동 모터 시스템은 진동원의 회전 진동수(f1)와 체결부의 고유 진동수(f2)를 일치시켜 공진 현상을 유도하고, 진동원으로부터 장착부에 전달되는 진동량을 증폭시켜 체감 진동을 극대화시킨다. 본 고안의 진동 모터 시스템은, 특정 회전 진동수를 가지며 제1 진동 변위를 발생시키는 진동원과, 진동원이 연결되며 제2 진동 변위를 발생시키는 장착부와, 특정 고유 진동수와 특정 탄성계수를 가지며 진동원과 장착부를 연결하는 체결부를 포함한다. 제2 진동 변위는 체결부를 통하여 전달되는 제1 진동 변위로부터 발생하며, 체결부의 탄성계수 및 진동원과 체결부의 질량합을 조정하여 공진 현상을 유도한다. 따라서, 제2 진동 변위는 제1 진동 변위보다 커지게 된다. 본 고안의 진동 모터 시스템은 휴대폰, 호출기 등과 같은 휴대용 개인통신기기에 장착하여 사용된다.The present invention relates to a vibration motor system using a resonance phenomenon, to maximize the haptic vibration amount without increasing the vibration amount of the vibration source. The vibration motor system according to the present invention induces a resonance phenomenon by matching the rotation frequency f 1 of the vibration source and the natural frequency f 2 of the fastening part, and amplifies the amount of vibration transmitted from the vibration source to the mounting part to sense bodily vibration. Maximize. The vibration motor system of the present invention has a vibration source having a specific rotational frequency and generating a first vibration displacement, a mounting portion to which the vibration source is connected and generating a second vibration displacement, and a vibration source having a specific natural frequency and a specific elastic modulus. And a fastening portion connecting the mounting portion. The second vibration displacement is generated from the first vibration displacement transmitted through the fastening part, and induces a resonance phenomenon by adjusting the elastic modulus of the fastening part and the sum of the mass of the vibration source and the fastening part. Thus, the second vibration displacement becomes larger than the first vibration displacement. The vibration motor system of the present invention is used in portable personal communication devices such as mobile phones and pagers.
Description
본 고안은 진동 모터 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 휴대폰, 호출기 등의 휴대용 개인통신기기에 사용되는 진동 모터 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a vibration motor system, and more particularly to a vibration motor system used in portable personal communication devices such as mobile phones, pagers.
휴대폰, 호출기 등과 같은 휴대용 개인통신기기에 장착하여 사용되는 진동 모터는 기기에 진동을 발생시켜 전화 수신 여부 또는 호출 여부를 알려주기 위한 것이다. 진동 모터는 일반적으로 모터에 의하여 구동되는 회전축과 회전축에 체결된 편심추로 구성되며, 소정의 체결수단에 의하여 기기의 특정 부위에 장착된다. 편심추의 회전에 의하여 발생하는 진동은 체결수단을 통하여 기기에 전달되고, 사용자는 기기에서 발생하는 진동을 체감하게 되는데, 이 체감 진동량은 진동원(즉, 진동 모터)의 진동 크기 뿐만 아니라 진동 모터의 장착 환경에 따라 결정된다.The vibration motor used in a portable personal communication device such as a mobile phone or a pager is used to generate vibration to the device to inform whether a call is received or not. The vibrating motor is generally composed of a rotating shaft driven by the motor and an eccentric weight fastened to the rotating shaft, and mounted on a specific part of the device by a predetermined fastening means. The vibration generated by the rotation of the eccentric weight is transmitted to the device through the fastening means, and the user experiences the vibration generated in the device, and the amount of bodily vibration is not only the magnitude of the vibration of the vibration source (ie, the vibration motor) but also the vibration. It depends on the mounting environment of the motor.
종래의 일반적인 진동 모터의 장착 구조는 강체 결합 구조이다. 즉, 진동원은 탄성계수(k)가 큰 강체(rigid body)에 의하여 기기의 장착부에 체결된다. 이와같은 장착 구조에서는 진동원에서 발생한 진동이 증폭없이 그대로 전달되기 때문에, 체감 진동량이 전적으로 진동원의 진동 크기에 따라 결정되어 버린다. 따라서, 체감 진동량을 증가시키기 위해서는 진동원의 진동량을 늘리는 수 밖에 없다.The mounting structure of a conventional general vibration motor is a rigid coupling structure. That is, the vibration source is fastened to the mounting portion of the device by a rigid body having a large elastic modulus k. In such a mounting structure, since the vibration generated from the vibration source is transmitted as it is without amplification, the amount of bodily vibration is entirely determined by the vibration magnitude of the vibration source. Therefore, in order to increase the haptic vibration amount, the vibration amount of the vibration source can only be increased.
진동원의 진동량은 1) 회전축에 체결된 분동(즉, 편심추)의 크기 및 비중(무게), 2) 분동의 형상(즉, 공기 저항과의 관계), 3) 회전 진동수에 크게 영향을 받는다. 반면, 기기 상태에서의 체감 진동량은 1) 진동 모터의 체결구조(즉, 형상, 재질, 고유 진동수), 2) 진동 모터 장착부의 고유 진동수(즉, 재질, 체결구조, 형상)에 크게 영향을 받는다.The amount of vibration of the vibration source greatly affects 1) the size and specific gravity (weight) of the weight (i.e., eccentric weight) fastened to the rotating shaft, 2) the shape of the weight (ie, the relationship with air resistance), and 3) the frequency of rotation. Receive. On the other hand, the amount of bodily vibration in the state of the device greatly affects 1) the fastening structure (ie shape, material, natural frequency) of the vibrating motor, and 2) the natural frequency (ie material, fastening structure, shape) of the vibration motor mounting part. Receive.
본 고안의 목적은 진동원의 진동량을 늘리지 않고 체감 진동량을 극대화할 수 있는 진동 모터 시스템을 제공하고자 하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a vibration motor system that can maximize the haptic vibration amount without increasing the vibration amount of the vibration source.
도 1은 본 고안에 따른 진동 모터 시스템의 진동 발생 및 진동 전달 원리를 도식적으로 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram schematically showing the vibration generation and vibration transmission principle of the vibration motor system according to the present invention.
도 2는 본 고안에 따른 진동 모터 시스템의 구성도이다.2 is a block diagram of a vibration motor system according to the present invention.
도 3은 본 고안에 적용되는 진동량의 전달율 곡선을 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing a transmission rate curve of the vibration amount applied to the present invention.
도 4a 내지 도 4g는 본 고안에 따른 진동 모터 시스템의 여러 실시예들을 나타내는 개략도이다.4A-4G are schematic diagrams illustrating various embodiments of a vibration motor system according to the present invention.
도 5는 본 고안에 따른 진동 모터 시스템의 회전수 측정장치를 나타내는 개략도이다.5 is a schematic view showing a rotation speed measuring device of a vibration motor system according to the present invention.
＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
100: 진동 모터 시스템 10: 진동원100: vibration motor system 10: vibration source
12: 모터 14: 회전축12: motor 14: rotating shaft
16: 편심추 20: 장착부16: eccentric weight 20: mounting portion
30: 체결부30: fastening part
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 진동원의 회전 진동수(f1)와 체결부의 고유 진동수(f2)를 일치시켜 공진 현상을 유도하고, 진동원으로부터 장착부에 전달되는 진동량을 증폭시켜 체감 진동을 극대화하는 진동 모터 시스템을 제공한다. 본 고안에 의하여 제공되는 진동 모터 시스템은, 특정 회전 진동수를 가지며 제1 진동 변위를 발생시키는 진동원과, 진동원이 연결되며 제2 진동 변위를 발생시키는 장착부와, 특정 고유 진동수와 특정 탄성계수를 가지며 진동원과 장착부를 연결하는 체결부를 포함한다. 제2 진동 변위는 체결부를 통하여 전달되는 제1 진동 변위로부터 발생된다. 특히, 진동원의 회전 진동수가 체결부의 고유 진동수와 일치하여 공진 현상을 일으키기 때문에, 제2 진동 변위는 제1 진동 변위보다 커지게 된다.In order to achieve the above object, the present invention induces a resonance phenomenon by matching the rotation frequency (f 1 ) of the vibration source and the natural frequency (f 2 ) of the fastening portion, and amplifies the amount of vibration transmitted from the vibration source to the mounting part Provides a vibrating motor system that maximizes vibration. The vibration motor system provided by the present invention includes a vibration source having a specific rotation frequency and generating a first vibration displacement, a mounting portion to which the vibration source is connected and generating a second vibration displacement, and a specific natural frequency and a specific elastic modulus. It includes a fastening portion for connecting the vibration source and the mounting portion. The second vibration displacement is generated from the first vibration displacement transmitted through the fastening portion. In particular, since the rotational frequency of the vibration source coincides with the natural frequency of the fastening portion to cause a resonance phenomenon, the second vibration displacement becomes larger than the first vibration displacement.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.
도 1은 본 고안에 따른 진동 모터 시스템의 진동 발생 및 진동 전달 원리를 도식적으로 나타낸 개념도이며, 도 2는 본 고안에 따른 진동 모터 시스템의 구성도이다. 그리고, 도 3은 본 고안에 적용되는 진동량의 전달율 곡선을 나타내는 그래프이며, 도 4a 내지 도 4g는 본 고안에 따른 진동 모터 시스템의 여러 실시예들을 나타내는 개략도이다. 한편, 도 5는 본 고안에 따른 진동 모터 시스템의 진동수 측정장치를 나타내는 개략도이다.1 is a conceptual diagram schematically showing the vibration generation and vibration transmission principle of the vibration motor system according to the present invention, Figure 2 is a block diagram of a vibration motor system according to the present invention. 3 is a graph showing a transmission rate curve of the vibration amount applied to the present invention, and FIGS. 4A to 4G are schematic views showing various embodiments of the vibration motor system according to the present invention. On the other hand, Figure 5 is a schematic diagram showing a frequency measuring device of the vibration motor system according to the present invention.
도시된 바와 같이, 진동 모터 시스템(100)은 초기 진동을 발생시키는 진동원(10)과, 진동원(10)의 진동을 전달받아 체감 진동을 발생시키는 장착부(20)와, 진동원(10)과 장착부(20)를 체결하는 체결부(30)로 이루어진다. 진동원(10)은 다시 모터(12), 모터(12)에 의하여 구동되는 회전축(14), 회전축(14)에 체결된 편심추(16)를 포함한다.As shown, the vibration motor system 100 is a vibration source 10 for generating an initial vibration, the mounting portion 20 for generating a bodily vibration by receiving the vibration of the vibration source 10, and the vibration source 10 And a fastening part 30 for fastening the mounting part 20. The vibration source 10 further includes a motor 12, a rotation shaft 14 driven by the motor 12, and an eccentric weight 16 fastened to the rotation shaft 14.
편심추(16)에 의하여 무게중심이 편심되므로, 진동원(10)은 편심회전에 의하여 소정의 변위만큼 진동을 발생시킨다. 이 초기진동은 체결부(30)를 통하여 장착부(20)에 전달된다. 체결부(30)는 예컨대 스프링으로 이루어지며, 진동원(10)에서 체결부(30)로 전달되는 힘, 즉 기진력(起振力)은 스프링이 신축하면서 스프링을 통해 장착부(20)에 전달된다. 도면에서, m은 진동원(10)과 체결부(30) 질량의 합, me는 편심추(16)의 질량 편중심, k는 체결부(30)의 탄성계수(스프링상수), c는 체결부(30)의 감쇠계수(댐핑계수), F는 진동원(10)에서 장착부(20)로 전달되는 힘, X0는 진동원(10)의 진동 변위, X는 장착부(20)의 진동 변위를 나타낸다.Since the center of gravity is eccentric by the eccentric weight 16, the vibration source 10 generates vibration by a predetermined displacement by the eccentric rotation. This initial vibration is transmitted to the mounting portion 20 through the fastening portion 30. The fastening part 30 is made of a spring, for example, a force transmitted from the vibration source 10 to the fastening part 30, that is, a vibration force, is transmitted to the mounting part 20 through the spring while the spring is stretched. do. In the figure, m is the sum of the mass of the vibration source 10 and the fastening portion 30, m e is the mass eccentricity of the eccentric weight 16, k is the elastic modulus (spring constant) of the fastening portion 30, c is Attenuation coefficient (damping coefficient) of the fastening portion 30, F is the force transmitted from the vibration source 10 to the mounting portion 20, X 0 is the vibration displacement of the vibration source 10, X is the vibration of the mounting portion 20 Indicates displacement.
장착부(20)에 실제로 전달되는 힘 F(전달력)와 최대 기진력의 비로써 정의되는 전달율(TR)은 다음과 같이 나타낼 수 있다.The transmission rate TR, which is defined as the ratio of the force F (transmission force) and the maximum vibration force that is actually transmitted to the mounting portion 20, can be expressed as follows.
[수식 1][Equation 1]
위 수식에서, f1은 진동원(10)의 회전 진동수, f2는 체결부(30)의 고유 진동수를 나타낸다. 진동수의 비(f1/f2)에 따른 진동량의 전달율(TR) 곡선이 도 3의 그래프에 도시되어 있다.In the above formula, f 1 represents the rotation frequency of the vibration source 10, f 2 represents the natural frequency of the fastening portion (30). A curve of the transmission rate TR of the vibration amount according to the ratio of the frequencies f 1 / f 2 is shown in the graph of FIG. 3.
대부분의 방진 설계에서는 진동원(10)의 회전 진동수가 체결부(30)의 고유 진동수보다 훨씬 크다. 즉, 회전 진동수가 체결부(30)의 고유 진동수보다배보다 크면 전달력은 기진력보다 작다. 그러나, 본 고안에서는 회전 진동수(f1)와 고유 진동수(f2)를 일치시켜 전달력을 증폭시킴으로써 체감 진동을 향상시키게 된다. 도 3의 그래프에 도시된 바와 같이,영역에서는 전달율이 1보다 커지므로 전달력을 증폭시켜 체감 진동을 향상시킬 수 있다. 특히, 진동원(10)의 회전 진동수 f1과 체결부(30)의 고유 진동수 f2가 일치할 때, 즉 공진을 일으킬 때, 전달력이 최대가 됨을 알 수 있다.In most dustproof designs, the rotational frequency of the vibration source 10 is much greater than the natural frequency of the fastening portion 30. That is, the rotation frequency is higher than the natural frequency of the fastening portion 30 If it is larger than a ship, the transmission force is smaller than the vibration force. However, in the present invention, the haptic vibration is improved by amplifying the transmission force by matching the rotation frequency f 1 with the natural frequency f 2 . As shown in the graph of FIG. In the region, the transmission rate is greater than 1, so that the transmission force can be amplified to improve the haptic vibration. In particular, it can be seen that the transmission force is maximized when the rotation frequency f 1 of the vibration source 10 coincides with the natural frequency f 2 of the fastening portion 30, that is, when resonance occurs.
체결부(30)의 고유 진동수는 식로 표현된다. 따라서, 공진을 유도하기 위해서는 체결부(30)의 탄성계수 k와, 진동원(10)과 체결부(30)의 질량합 m을 적절히 조정하면 된다. 예를 들어, 고유 진동수를 높이고자 한다면 체결부(30)의 탄성계수 k값을 증가시키거나 진동원(10)과 체결부(30)의 질량합 m값을 낮추면 된다. 역으로, 고유 진동수를 낮추고자 한다면 탄성계수 k값을 낮추거나 m값을 높이면 된다. 또 다른 예를 들면, 도 4a와 도 4b에서이고이면이다. 또한 도 4C와 도 4d에서이고이면이다.The natural frequency of the fastening portion 30 is It is expressed as Therefore, in order to induce resonance, the elastic modulus k of the fastening part 30 and the mass sum m of the vibration source 10 and the fastening part 30 may be adjusted appropriately. For example, if the natural frequency is to be increased, the elastic modulus k of the fastening part 30 may be increased or the mass sum m of the vibration source 10 and the fastening part 30 may be lowered. Conversely, if you want to lower the natural frequency, you can lower the elastic modulus k value or increase the m value. As another example, in FIGS. 4A and 4B ego Back side to be. Also in FIGS. 4C and 4D ego Back side to be.
체결부(30)의 탄성계수 k는 스프링의 재질 및 형상에 밀접하게 관련된다. 도 4a 내지 도 4g는 진동원(10)과 체결부(30)의 형상들을 표현한 것으로, 체결부(30)가 동일한 재질이라도 그 형상이 바뀌면 k값이 변화하여 고유 진동수 값이 변화함을 알 수 있다(). 또한, 체결부(30)는 특히 감쇠계수 c가 작은 재질이 요구된다. 감쇠계수가 큰 재질은 고무와 같아 자체적으로 진동을 흡수해 공진현상의 효과가 크게 저감되기 때문이다. 체결부(30)는 판 스프링 또는 코일 스프링과 같은 스프링으로 형성되지만, 그 재질은 반드시 스프링에 한정되지 않으며 다른 체결수단도 적절히 선택하여 사용할 수 있다.The elastic modulus k of the fastening portion 30 is closely related to the material and shape of the spring. 4A to 4G represent the shapes of the vibration source 10 and the fastening part 30. Even if the fastening part 30 is the same material, it can be seen that the k value is changed and the natural frequency value is changed when the shape is changed. have( ). In addition, the fastening portion 30 is particularly required a material with a small damping coefficient c. This is because the material with large attenuation coefficient is like rubber, so it absorbs vibrations by itself and greatly reduces the effect of resonance. The fastening part 30 is formed of a spring such as a leaf spring or a coil spring, but the material is not necessarily limited to the spring, and other fastening means may be appropriately selected and used.
장착부(20)의 고유 진동수는 본 고안의 중요 고려사항이 아니다. 그러나, 장착부(20)의 고유 진동수를 진동원(10)의 회전 진동수에 일치시킬 수 있다면 더욱 바람직할 것이다. 한편, 체결부(30)의 고유 진동수를 조정하여 진동원(10)의 회전진동수에 맞출 수도 있으며, 체결부(30)의 고유 진동수가 장착부(20)의 구조에 의하여 제한될 경우 진동원(10)의 회전 진동수를 변경하여 공진 현상을 유도할 수도 있다.The natural frequency of the mounting portion 20 is not an important consideration of the present invention. However, it would be more desirable if the natural frequency of the mounting portion 20 could be matched to the rotational frequency of the vibration source 10. Meanwhile, the natural frequency of the fastening part 30 may be adjusted to match the rotation frequency of the vibration source 10, and the natural frequency of the fastening part 30 may be limited by the structure of the mounting part 20. It is also possible to induce a resonance phenomenon by changing the rotation frequency.
회전수는 다음과 같은 방식으로 측정할 수 있다. 도 5를 참조하면, 먼저 측정하고자 하는 진동 모터(100)를 방진 테이블(200) 위에 놓고, 모터(100)에 진동 센서(210)를 부착한 후 그로부터 얻어지는 신호를 charge AMP(220)를 통하여 증폭하고, 다시 이를 장비 FFT(230)에서 주파수 대역으로 변환하여 측정한다.The rotation speed can be measured in the following manner. Referring to FIG. 5, first, the vibration motor 100 to be measured is placed on the anti-vibration table 200, the vibration sensor 210 is attached to the motor 100, and the signal obtained therefrom is amplified through the charge AMP 220. And again, it is measured by converting the frequency band in the equipment FFT (230).
이상 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 진동 모터 시스템은 진동원의 진동량을 늘리지 않고 체감 진동량을 극대화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 진동원에서 발생하는 진동량의 크기는 종전과 동일하기 때문에 전력 소모량은 증가하지 않는다.As described above, the vibration motor system according to the present invention has the effect of maximizing the haptic vibration amount without increasing the vibration amount of the vibration source. In addition, since the magnitude of the vibration generated in the vibration source is the same as before, the power consumption does not increase.
이상, 본 명세서와 도면에 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으나, 이는 단지 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 본 고안을 재현하고 실시할 수 있도록 구체화한 것에 지나지 않으며, 본 고안의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 고안의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 자명한 일일 것이다. 본 고안의 범위는 다음의 청구범위에 나타난다.In the above description of the preferred embodiments of the present invention in the specification and drawings, but this is only the embodiment that can be easily reproduced and implemented by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, It is not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent that other modifications based on the technical idea of the present invention may be implemented in addition to the embodiments disclosed herein. The scope of the invention is indicated in the following claims.
Claims (2)
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2000
- 2000-02-14 KR KR2020000003885U patent/KR200191043Y1/en not_active IP Right Cessation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| REGI | Registration of establishment | ||
| T601 | Decision on revocation of utility model registration | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |