KR200447398Y1 - 사각형상의 초소형 선형 진동장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 사각형상의 초소형 선형(linear) 진동장치에 관한 것으로, 상ㆍ하부 케이스(2)(13)를 포함한 분동(8)의 형상을 사각형으로 구성하여 전체 중량을 크게 증가시킴으로써 진동력(20%~30%)이 크게 향상되고, 원가가 절감되며, 사각형상에 의해 단말기나 게임기 등에 설치할 때 주변 부품을 효율적으로 배치할 수 있어서 공간활용도가 보다 향상되도록 한 것이다.

초소형, 선형, 진동장치, 사각형, 자석, 케이스, 진동력, 분동, 공간활용

Description

사각형상의 초소형 선형 진동장치{SUBMINIATURE LINEAR VIBRATOR OF SQUARE SHAPE}

본 고안은 사각형상의 초소형 선형(linear) 진동장치에 관한 것으로, 상세하게는 상ㆍ하부 케이스를 포함한 분동의 형상을 사각형으로 구성하여 분동의 중량이 증가되게 함으로써 진동력과 공간활용도가 크게 향상되고 원가가 절감되도록 한 것이다.

요즈음 단말들은 그 사이즈가 점점 소형화 되어가고 있음에 따라 해당 단말기에 채용되는 각종 부품들도 소형화 및 박형화되어 가고 있는 실정이다. 소형화 및 박형화가 요구되는 각종 부품들 중에는 휴대폰의 착신이나 진동알람 및 게임기 등의 진동을 위한 진동장치가 있으며, 이러한 진동장치는 진동모터를 초소형화시켜 구현하고 있다.

진동모터를 초소형화 시킨 일 예로서는, 본원 고안자에 의해 2002. 7. 2. 대한민국에 특허 출원된 "편평형 무정류자 진동모터"(특허출원번호 제10-2002-38046 호)가 있다. 상기 일 예의 편평형 무정류자 진동모터는 두께와 무게 및 크기가 대폭 감소된 편평형(coin type) 진동모터이면서도 브러시와 정류자가 없는 무정류자형(brushless type) 진동모터이다. 회전자인 영구자석의 외주면 일측에 편심수단(분동)을 설치하고, 진동모터 내부에 영구자석의 자극이나 자극위치를 감지하는 한 쌍 이상의 홀센서(Hall sensor)를 설치하여 진동모터를 기동 및 운전시킬 수 있도록 하고, 모터제어기는 진동모터의 내부공간에 설치하고, 고정자 코일의 배치구조를 개량하여 자속 손실을 줄이고 아울러 불기동점(不起動點)이 없도록 한 구조를 특징으로 하고 있다.

상기한 일 예의 편평형 진동모터는 두께가 2㎜ 내지 3mm 이하의 초슬림형이면서도 15mm 미만의 직경을 가지는 아주 작은 사이즈의 진동장치인데, 이러한 초소형의 진동장치를 상기한 일 예와 같은 모터방식이 아닌 다른 방식으로도 구현할 수 있다면 초소형 진동장치를 다양한 방식으로 구현할 수 있을 것이다.

예컨대, 본원 출원인 겸 고안자에 의해 초소형이면서 선형(linear)으로 진동되는 "초소형 선형 진동장치"가 대한민국 특허 제10-0748592호에 개시되어 있으며, 같은 명칭의 또 다른 "초소형 선형 진동장치"가 대한민국 특허 제10-0793682호에 개시되어 있으며, 이들은 케이스와 분동을 포함한 전체 형상이 원형이어서 진동력이 떨어질 뿐 아니라, 사각형 구조에 비하여 공간활용도가 크게 떨어지는 단점이 있었다.

또한 탄성 스프링을 고정하기 위한 별도의 브라켓이 소요되어 제조공정과 조 립공정 등이 추가되어 원가 상승요인이 있었다.

본 고안은 상ㆍ하부 케이스를 포함한 분동의 평면 형상을 사각형(정사각형과 직사각형을 포함한다.)으로 구성하여 상하로 진동하는 분동의 중량을 보다 증가시킴으로써 진동력을 크게 향상시키고, 또한 사각 형상에 의해 주변 부품들과의 조화로운 배치에 의해 공간활용도가 우수한 사각형상의 초소형 선형 진동장치를 제공함에 목적이 있다.

본 고안은 사각형 하부케이스 상에 환형 계자코일과 캐패시터와 주파수발생제어칩이 탑재된 사각형 또는 원형 인쇄회로기판을 장착시켜 고정체를 구성하고, 사각형 분동 내부에 형성된 원형 통공부에는 수직 착자된 환형 영구자석의 외주면을 결합시켜 고정하고, 탄성 스프링의 상부면은 사각형 상부케이스의 저부면에 고정하고, 복수의 유선형 탄성부로 연결되는 탄성 스프링의 하부링은 분동의 상부면에 고정시켜 가동체를 구성하고, 상기 환형 영구자석은 환형 계자코일에 인접 배치되게 구성하여 진동량이 20%~30%로 크게 증가되게 구성된다.

상기 탄성 스프링의 하부링은 사각형 분동의 상부면에 형성되는 요입형 단턱부에 결합 고정할 수 있으며, 사각형 분동 탄성부의 하부와 하부링의 연결지점은 하부링의 가운데 부분, 또는 하부링의 모서리 부분일 수 있다.

본 고안은 초소형이면서도 선형 진동하는 진동장치를 구현하되, 케이스를 포함한 분동의 평면 형상을 사각형으로 구성하여 분동의 중량을 증가시킴으로써 동일한 소비전력으로도 진동력이 20%~30% 향상되어 최대 진동량이 달성되는 효과가 있다.

또한 본 고안은 사각 형상에 의해 단말기나 게임기 등에 설치할 때 주변에 장착되는 다수의 부품을 효율적으로 배치시킬 수 있어서 공간활용도가 우수한 효과가 있다.

또한 종래에는 탄성 스프링의 하부가 별도의 브라켓에 고정되었으나, 본 고안에서는 탄성 스프링의 하부가 사각형 분동에 바로 고정되므로 상기 브라켓이 생략되어 제조 및 조립공정이 단축되고 생산원가가 절감(6%~10%)되는 등의 효과가 있는 매우 유용한 고안이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하고자 한다. 본 고안의 실시 예들을 설명함에 있어 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명 은 본 고안의 요지가 모호해지지 않도록 생략한다.

도 1은 본 고안 일 실시예로 도시한 사각형상의 초소형 선형 진동모터(1)를 분해한 상태의 사시도이고, 도 2, 도 3은 단면도이다.

본 고안 사각형상의 초소형 선형 진동장치(1)는 사각형 하부케이스(2) 상에 환형 계자코일(3)과 캐패시터(4)와 주파수발생제어칩(5)이 탑재된 사각형 또는 원형 인쇄회로기판(6)을 장착시켜 고정체(7)를 구성하고, 고정체(7) 상부에 설치되는 사각형 분동(8) 내부에 형성된 원형 통공부(9)에는 수직 착자된 환형 영구자석(10)의 외주면을 결합시켜 고정하고, 탄성 스프링(11)의 상부면(12)은 사각형 상부케이스(13)의 저부면(14)에 용접 등의 방법으로 고정하고, 복수의 유선형 탄성부(15)로 연결되는 탄성 스프링(11)의 하부링(16)은 분동(8)의 상부면이나 요입형 단턱부(19)(19a)에 용접등의 방법으로 고정시켜 가동체(17)를 구성하고, 상기 환형 영구자석(10)은 환형계자코일(3)에 인접 배치되게 구성하여 상하 진동(선형 진동)이 발생되게 구성한 것이다.

본 고안에서 종래와 같은 조건의 분동, 이를테면 같은 내경 및 외경과 같은 두께의 환형분동 구조에서 도 4와 같이 4 모서리(8a) 부분을 바깥방향으로 연장시켜 전체적으로 같은 두께의 사각형 분동(8)이 구성되게 형성함으로써 종래 환형 분동에 비하여 전체 중량이 약 22% 증가되며, 이에 따라 진동량은 20%~30% 증가되어 최대 진동량을 달성할 수 있게된다.

본 고안에서 사각형 분동(8)의 모서리 부분 중량이 증가하고, 탄성 스프링(11)의 하중이 증가하게 되므로, 유선형 구조인 탄성부(15)의 하부와 하부링(16)의 연결지점은 도 5와 같이 하부링(16)의 가운데 부분으로 하거나 도 6과 같이 하부링(16)의 모서리 부분으로 함으로써 분동(8)의 사각화 구조에 따른 중량 증가분이 보상된다.

본 명세서에서 언급되는 '선형 진동장치'는 회전체의 회전에 의해서 진동을 일으키는 모터형 진동장치와는 달리 가동체가 선형적으로 움직이면서 진동을 일으키게 하는 메카니즘을 가지는 장치를 의미하고, '초소형'이라 함은 바람직하게 선형 진동장치의 본체 두께가 2∼5mm 정도 범위이고 그 직경이 7∼15mm 정도 범위에 해당되는 것을 의미한다.

본 고안의 실시 예에 따른 사각형상의 초소형 선형 진동장치(1)는 회전체의 회전에 의해서 진동을 일으키는 모터형 진동장치와는 달리 가동체가 상하 선형적으로 움직이므로 단말기나 게임기 등에 내장시 체감진동량이 모터형 진동장치에 비해 상대적으로 큰 특성을 가질 뿐 아니라, 케이스(2)(13)를 포함한 분동(8)의 평면 형상을 사각형(정사각형 또는 직사각형)으로 구성하여 분동(8)의 중량을 크게 증가(약 22% 증가)시킴으로써 동일한 소비전력으로도 진동력이 20%~30% 향상되어 최대 진동량이 달성되며, 또한 본 고안 사각형상의 초소형 선형 진동장치(1)는 정사각형 또는 직사각형 형상이므로 단말기나 게임기 등에 설치할 때 주변에 장착되는 다수의 부품을 효율적으로 배치시킬 수 있어서 공간활용도가 우수하다.

또한 종래에는 탄성 스프링(11)의 하부링(16)이 별도의 브라켓에 고정되었으나, 본 고안에서는 탄성 스프링(11)의 하부링(16)이 사각형 분동(8)의 상부면 또는 사각형 분동(8)의 상부면에 형성된 요입형 단턱부(19)(19a)에 바로 고정되므로 상기 브라켓이 생략되어 제조공정 및 조립공정이 단축되므로 생산원가가 6%~10% 절감된다.

본 고안에서 사각형 분동(8)은 가동체(17)의 무게추 역할을 담당하며 사각형 분동(8)의 통공부(9)에는 수직방향으로 2극(N극, S극)이 상하 착자된 환형 영구자석(10)이 결합되어 고정되며, 공기유동공(18)은 가동체(17)가 수직방향으로 선형 왕복운동함에 따라 발생되는 기류가 원활히 유동(유통)될 수 있도록 해준다.

도 4는 본 고안 사각형 분동(8)의 평면을 도시한 것으로, 종래 환형분동에 비하여 사각형으로 구성함으로써 빗금친 4모서리(8a) 부분의 면적 증가로 약 22%의 중량증가가 발생된다. 즉, 사각형 분동(8)의 전체 중량이 종래 환형 분동에 비하여 크게 증가되므로 20%~30%의 진동증가 효과가 있다.

상기 분동(8) 상부면에 형성되는 요입형 단턱부(19)는 도 1과 같이 원형이거나 도 7과 같이 사각형으로 요입되는 단턱부(19a)이다. 상기와 같이 사각형으로 요입되는 단턱부(19a)인 경우 도 5, 도 6과 같이 사각형으로 형성된 탄성 스프링(11)의 하부링(16)를 도 8과 같이 결합 고정시키면 된다.

상기에서 탄성 스프링(11)의 하부링(16)에 연결되는 탄성부(15)의 하부는 도 5와 같이 하부링(16)의 중간부에 연결되게 구성하거나, 도 6과 같이 하부링(16)의 모서리 부분에 연결되게 구성할 수 있다.

탄성 스프링(11)의 상부면은 상부케이스(13)의 저부면(14)에 레이저나 스폿용접등의 방법으로 용착되어 고정되며, 탄성스프링(11)의 하부링(16)은 사각형 분동(8)의 상부면 또는 요입형 단턱부(19)(19a)에 레이저용접 또는 스폿용접 등의 방법으로 용착되어 고정된다.

본 고안에서, 하부케이스(2)와 상부케이스(13)는 비자성체나 반자성체 중 어느 것이라도 무방하며, 필요에 따라 외부로 누설되는 전자력을 차폐할 수 있도록 철판과 같은 자성체로 구성할 수도 있다.

미설명 부호 (20)은 납땜부이며, (21)은 전원선으로, 상기 납땜부(20)는 케이스(2)(13) 내부에 작은 크기로 위치할 수도 있다.

이상과 같이 설명한 본 고안은 본 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이는 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.

도 1 : 본 고안의 분해 사시도.

도 2 : 본 고안 횡단면도.

도 3 : 본 고안 종단면도.

도 4 : 본 고안 사각형 분동의 평면도.

도 5 : 본 고안 일 실시예의 탄성 스프링 평면도.

도 6 : 본 고안 다른 실시예의 탄성 스프링 평면도.

도 7 : 본 고안 사각형 분동에 단턱부를 형성한 상태의 평면도.

도 8 : 본 고안 사각형 분동에 탄성 스프링을 결합한 상태의 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(1)--사각형 초소형 선형 진동장치 (2)--사각형 하부케이스

(3)--환형 계자코일 (4)--캐패시터

(5)--주파수발생 제어칩 (6)--인쇄회로기판

(7)--고정체 (8)--사각형 분동

(9)--원형 통공부 (10)--환형 영구자석

(11)--탄성 스프링 (12)--상부면

(13)--사각형 상부케이스 (14)--저부면

(15)--탄성부 (16)--하부링

(17)--가동체 (18)--공기유동공

(19)(19a)--단턱부

Claims (3)

1. 초소형 선형 진동장치를 구성함에 있어서;

   사각형 하부케이스 상에 환형 계자코일과 인쇄회로기판을 장착시켜 고정체를 구성하고;

   상기 고정체 상부에 설치되는 사각형 분동 내부에 형성된 원형 통공부에 수직 착자된 환형 영구자석의 외주면을 결합시켜 고정하고, 복수의 유선형 탄성부로 연결되는 탄성 스프링의 상부면은 사각형 상부케이스의 저부면에 고정하고, 상기 탄성 스프링의 하부링은 분동 상부면에 고정시켜 가동체를 구성하고;

   상기 환형 영구자석은 환형 계자코일에 인접 배치되게 구성하여서 된 사각형상의 초소형 선형 진동장치.
2. 청구항 1에 있어서 ; 탄성 스프링의 하부링은 사각형 분동의 상부면에 형성되는 요입형 단턱부에 결합 고정됨을 특징으로 하는 사각형상의 초소형 선형 진동장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서 ; 복수의 유선형 탄성부로 연결되는 탄성스프링의 하부와 하부링의 연결지점은 하부링의 가운데 부분이나 하부링의 모서리 부분 중 어느 하나 임을 특징으로 하는 사각형상의 초소형 선형 진동장치.

Images