KR20050106446A

KR20050106446A - 다기능형 액츄에이터 및 휴대 단말기기

Info

Publication number: KR20050106446A
Application number: KR1020057015506A
Authority: KR
Inventors: 미노루 우에다; 쇼이치 가네다; 에츠오 오노
Original assignee: 나미키 세이미츠 호오세키 가부시키가이샤
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2005-11-09
Also published as: EP1599065A1; CN1757260B; CN1757260A; WO2004077879A1; KR100975891B1; US7599510B2; JP2004266384A; EP1599065A4; JP4630958B2; US20070060207A1

Abstract

본 발명은, 자기 회로부와, 자기 회로부를 지지하는 서스펜션과, 자기 회로부에 대향 배치되는 다이어프램과, 다이어프램에 설치되고, 자기 회호부의 환형상의 공극부에 삽입되는 보이스 코일을 구비하는 다기능형 액츄에이터에 있어서, 자기 회로부를 수용하는 하우징과, 하우징의 개방단측을 덮는 커버를 구비하고, 하우징의 둘레 측면과 커버의 측벽과의 사이에, 하우징의 내외를 연통시키는 방음용 간극이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다기능형 액츄에이터로, 방음공에 방진 메시나 부직포 등을 붙이지 않고, 하우징 내에 먼지 등의 침입을 막을 수 있는 것으로 한다.

Description

다기능형 액츄에이터 및 휴대 단말기기{MULTIFUNCTIONAL ACTUATOR AND MOBILE TERMINAL}

본 발명은, 휴대전화나 소형 정보 통신단말 등의 휴대 단말 기기에 탑재되어, 착신을 음향 혹은 진동에 의해서 사용자에게 알리는 다기능형 액츄에이터에 관한 것으로, 특히, 음공(音孔)에 특징을 가지는 다기능형 액츄에이터에 관한 것이다.

종래부터 커버에 방음공(放音孔)이 형성되어 있는 다기능 진동 액츄에이터(특허문헌 1: 일본국 특개 2001-293436호 공보(도 1) 참조)나 보호 커버에 방진 메시(mesh)가 부착되어 있는 다기능 진동 액츄에이터(특허문헌 2: 일본국 특개 2002-219413호 공보(도 1) 참조)가 알려져 있다.

그러나, 종래의 다기능 진동 액츄에이터(특허문헌 1)는, 방진 대책이 이루어져 있지 않으므로, 커버에 형성된 방음공으로부터 진동 전달부 내에 먼지나 티끌, 쓰레기가 들어간다는 문제점이 있다. 또한, 다기능 진동 액츄에이터(특허문헌 2)는 보호 커버에 방진 메시가 부착되어 있으므로, 진동 전달부내에 먼지 등이 들어가는 일은 없지만, 방진 메시를 부착하는 분만큼 재료 비용이나 제조 비용이 든다는 문제점이 있다. 또한, 다기능 진동 액츄에이터를 기판이나 몸체에 설치할 때, 방음공이 다기능 진동 액츄에이터의 배면(커버면)에 있으므로, 다기능 진동 액츄에이터의 커버면과 기판이나 몸체와의 사이에 간극이 생기거나 또는 기판 등에 방음용 구멍을 형성할 필요가 있다는 문제점이 있다.

도 1은 본 실시형태에 관한 다기능형 액츄에이터의 A-A 단면도(도 5 참조)이다.

도 2는 본 실시형태에 관한 다기능형 액츄에이터의 분해 사시도이다.

도 3은 본 실시형태에 관한 다기능형 액츄에이터의 요크를 설명하는 도면이다.

도 4는 본 실시형태에 관한 다기능형 액츄에이터의 서스펜션과 하우징을 설명하는 도면이다.

도 5는 본 실시형태에 관한 다기능형 액츄에이터의 상면도이다.

도 6은 본 실시형태에 관한 다기능형 액츄에이터의 B-B 확대 단면도(도 4 및 도 5 참조)이다.

도 7은 본 실시형태에 관한 다기능형 액츄에이터의 측면도이다.

본 발명은, 상기 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은 방음공에 방진 메시나 부직포 등을 부착하지 않고, 하우징 내에 먼지 등의 침입을 막을 수 있는 동시에, 기판 등과 밀착 배치할 수 있는 다기능형 액츄에이터를 제공하는 것이다.

청구항 1 기재의 발명은, 자기 회로부와, 상기 자기 회로부를 지지하는 서스펜션과, 상기 자기 회로부에 대향 배치되는 다이어프램(diaphragm)과, 상기 다이어프램에 설치되고, 상기 자기 회로부의 환(고리)형상의 공극부에 삽입되는 보이스 코일(voice coil)을 구비하는 다기능형 액츄에이터에 있어서, 상기 자기 회로부를 수용하는 하우징과, 상기 하우징의 개방단측을 덮는 커버를 구비하고, 상기 하우징의 둘레 측면과 상기 커버의 측벽과의 사이에, 상기 하우징의 내외를 연통시키는 방음용 간극이 형성되는 것을 특징으로 하는 다기능형 액츄에이터이다.

이 간극은, 하우징의 내외를 연통하도록 형성되어 있으므로, 방음공으로서 기능한다. 또한, 이 간극은, 하우징의 둘레 측면과 커버의 측벽과의 사이에 형성되어 있고, 하우징의 둘레 측면을 직접 관통하는 것이 아니기 때문에, 먼지 등이 하우징 내에 침입하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 방음용 간극이 다기능형 액츄에이터의 측면에 형성되어 있으므로, 다기능형 액츄에이터를 기판 등에 대해 밀착 배치할 수 있다.

청구항 2 기재의 발명은, 청구항 1 기재의 발명의 구성에 추가하여, 상기 방음용 간극이, 상기 하우징의 둘레 측면에 설치된 박육부와, 상기 박육부의 개방단측에 설치된 절결부와, 상기 커버의 측벽에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다기능형 액츄에이터이다.

청구항 3 기재의 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2 기재의 발명의 구성에 추가하여, 상기 커버의 측벽에, 구멍이 형성되는 동시에, 상기 하우징의 둘레 측면에, 상기 구멍에 끼워지는 돌기부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 다기능형 액츄에이터이다.

커버 측벽의 구멍과 하우징 둘레 측면의 돌기부가 끼워지므로, 접착제를 사용하지 않아도 커버를 하우징에 고정할 수 있다.

청구항 4 기재의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항 기재의 다기능형 액츄에이터를 탑재한 휴대 단말 기기이다.

본 발명의 실시형태에 관한 다기능형 액츄에이터(1)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 자기 회로부(2)와, 서스펜션(3)과, 다이어프램(4)과, 보이스 코일(5)을 구비하고, 보이스 코일(5)에 가청 주파수의 신호 전류가 흐르면, 다이어프램(4)이 진동하여 착신음, 멜로디, 음성 등의 가청음을 발하게 되어 있다. 또한, 이 다기능형 액츄에이터(1)는, 보이스 코일(5)에 예를 들면 주파수 120∼160Hz의 신호 전류가 흐르면, 자기 회로부(2)와 서스펜션(3)을 포함하는 기계 진동 시스템이 진동하게 되어 있다.

자기 회로부(2)는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 바닥이 있는 원통 형상의 요크(6)와, 원반 형상의 마그넷(7)과, 원반 형상의 폴 피스(pole piece)(8)가동심축 상에 겹쳐 구성되어 있다.

요크(6)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 바닥이 있는 원통 형상으로 형성되어 있고, 하우징(9)의 내벽면에 대해 미소 간극을 두고 위치하도록 인장 팽출부(6h)를 구비하도록 형성되어 있다. 이 요크(6)는, 단부면(6a)과, 서스펜션 릴리프(relief)부(6b)와, 몰드부의 릴리프부(6c)와, 마그넷 위치 결정용 얼레부(6d)를 갖고 있고, 자성재(磁性材)로 형성되어 있다.

마그넷(7)의 위치 결정용 얼레부(6d)는, 요크(6)에 설치되어 있다. 이 얼레부(6d)의 직경은, 마그넷(4)을 위치 결정할 수 있도록, 마그넷(7)의 직경과 거의 동일 직경으로 형성되어 있다.

단부면(6a)은, 서스펜션(3)의 원환부를 접촉시켜 고정하는 외단면(6e)으로부터 단내려져 형성되어 있다. 이 단부면(6a)은 자기 회로부(2)의 진동 시, 하우징(9)의 환형상 단부(9a)와 접하도록 되어 있다. 또한, 이 외단면(6e)에서 서스펜션(3)의 원환부와 끼워지는 외경을 갖는 링 형상의 고정 프레임(6f)이 세워져 설치되어 있다. 이 고정 프레임(6f)에는, 절결부(6g)가 120도마다 형성되어 있고, 서스펜션(3)의 끼워맞춤부(3a)와 끼워져, 서스펜션(3)의 원주 방향의 어긋남을 규제하도록 되어 있다.

서스펜션 릴리프부(6b)는, 도 3에 도시하는 서스펜션(3)의 아암(3d)과 대향하는 개소에, 요크(6)의 원주 방향을 따라 오목 형상으로 형성되어 있다. 이 서스펜션 릴리프부(6b)는, 아암(3d)이 변형하기 위한 공간으로서 기능하도록 되어 있다. 이 때문에, 자기 회로부(2)의 진동 시, 요크(6)는, 아암(3d)이 변형하여도 자기 회로부(2)의 진동을 방해하지 않도록 되어 있다.

몰드부의 릴리프부(6c)는, 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 서스펜션 릴리프부(6b)의 다른 외주측에 설치되고, 요크(6)의 원주 방향을 따라 요크 외주 가장자리를 절결해 형성되어 있다.

서스펜션(3)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 그 돌출편(3a)이 하우징(9)의 몰드부(9b)에 고정되어 있고, 다이어프램(4)과 대향하는 위치에서 자기 회로부(2)를 지지하도록 되어 있다. 이 서스펜션(3)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 자기 회로부(2)를 탄성 지지하는 링 형상의 판 스프링이다.

서스펜션(3)은, 끼워맞춤부(3b)를 요크의 절결부(6g)에 끼워넣도록, 원환부(3c)를 고정 프레임(6f)의 외측에 끼우면, 아암(3d)의 위치가 서스펜션 릴리프부(6b)의 위치와 대응하도록 되어 있다. 이 때문에, 요크(6)는, 그 외단면(6e)과 원환부(3c)를 접합함으로써 서스펜션(3)에 부착되어 있다.

폴 피스(8)에는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 마그넷(7)의 위치 결정용 얼레부(8a)가 설치되어 있다. 이 얼레부(8a)의 직경은, 마그넷(7)을 위치 결정할 수 있도록, 마그넷(7)의 직경과 거의 동일 직경으로 형성되어 있다. 폴 피스(8)나 요크(6)에 마그넷(7)의 위치 결정용 얼레부(8a·6d)를 설치하면, 마그넷(7)을 위치 결정할 수 있어, 마그넷(7)의 직경 방향의 어긋남을 규제할 수 있다.

다이어프램(4)은 하우징(9)의 한쪽단측에 고정되어 있다. 이 다이어프램(4)에는, 보이스 코일(5)이 설치되어 있다. 보이스 코일(5)은 원환상으로 형성되어 있고, 자기 회로부(2)의 환형상의 공극부(G1)에 삽입되어 있다.

하우징(9)은 자기 회로부(2)를 수용하는 원환상의 몸체이다. 하우징(9)의 내면에는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 환형상 단부(9a)가 설치되어 있고, 이 환형상 단부(9a)는, 자기 회로부(2)의 진동 시, 요크(6)의 단부면(6a)과 접하고, 자기 회로부(2)의 진동을 제한하도록 되어 있다.

커버(10)는, 바닥이 있는 원통 형상으로 형성되어 있고, 하우징(9)의 타단측을 덮고 있다. 이 커버(10)의 측벽(10a)에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 구멍(10b)이 형성되어 있다. 이 구멍(10b)은 3개소에 형성되어 있고, 각각 하우징(9)의 둘레 측면에 설치된 돌기부(9c)와 끼워지도록 되어 있다. 이와 같이, 커버(10)의 구멍(10b)과 하우징(9)의 돌기부(9c)를 끼워맞춤으로써 커버(10)는 하우징(9)의 타단측에 고정되어 있다.

하우징(9)의 외측에는, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 단자대(11)가 설치되어 있고, 이 단자대(11)에는, 단자 걸쇠(12)가 설치되어 있다. 이 단자 걸쇠(12)는 보이스 코일(5)의 리드선과 전기적으로 접합되어 있다.

다음에, 본 발명의 주요부인 방음용 간극에 대해서 설명한다. 방음용 간극(A)은 도 6에 도시하는 바와 같이, 하우징(9)의 둘레 측면과 커버(10)의 측벽(10a)과의 사이에 설치되어 있고, 하우징(9)의 내외를 연통시키도록 되어 있다. 이 방음용 간극(A)은 도 2에 도시하는 바와 같이, 하우징(9)의 둘레 측면에 설치된 박육부(9d)와, 박육부(9d)의 개방단측에 형성된 절결부(9e)와, 커버(10)의 측벽(10a)에 형성되어 있다.

이 박육부(9d)는, 하우징(9)의 둘레 측면을 따라 복수의 개소에 설치되어 있다. 이 박육부(9d)의 개방단측은, 하우징(9)의 내외에 공기가 출입 가능하게 절결되어 있다. 또한, 돌기부(9c)는, 하우징(9)의 외주면의 3개소에 일체적으로 설치되어 있다.

커버(10)의 구멍(10b)이 돌기부(9c)에 끼워지도록, 하우징(9)과 커버(10)를 끼워맞추면, 도 6에 도시하는 커버면(10c)과 도 2에 도시하는 하우징(9)의 개방단부(9f)가 접하고, 이 커버면(10c)이 절결부(9e)를 덮으므로, 커버면(10c)과 절결부(9e)와의 사이에 하우징(9)의 내외를 연통하는 간극(A2)(도 6 참조)이 형성된다. 또한, 박육부(9d)에 대해 간극(A3)을 두고 커버(10)의 측벽(10a)이 위치하고, 도 6에 도시하는 커버(10)의 측벽 단부(10d)와 도 2에 도시하는 하우징(9)의 절결부(9g)와의 사이에 간극(A1)이 형성된다.

이 간극(A1)은, 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 다기능형 액츄에이터(1)의 직경 방향을 향해 개구하고 있는데, 간극(A1)으로부터 간극(A3)으로의 경로는 직각으로 휘어져 있고, 또한, 간극(A3)으로부터 간극(A2)으로의 경로도 직각으로 휘어져 있다. 이와 같이, 다기능형 액츄에이터(1)의 방음용 간극(A)은 간극(A1∼A3)으로 구성되어, 먼지 등이 직접 하우징(9) 내에 침입하기 어려운 구조로 되어 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 다기능형 액츄에이터(1)의 하우징(9)에는, 박육부(9d)가 10개소에 설치되어 있는데, 하우징의 직경이나 음향 특성을 따라 적절히 변경가능하고, 10개소에 설치하는 경우에 한정되지 않는다. 또한, 하우징(9)에는 돌기부(9c)가 3개소에 설치되어 있는데, 3개소에 설치하는 경우에 한정되지 않는다.

다음에, 본 실시형태에 관한 다기능형 액츄에이터(1)의 클리어런스(clearance)(G2)에 대해서 도 1에 의거해 상세히 기술한다. 클리어런스(G2)는, 요크(6)의 외주면을 하우징(9)의 내주면에 가능한한 근접시킴으로써 형성되어 있다. 이 때문에, 자기 회로부(2)가 상하로 진동할 때, 하우징(9) 내의 공기는, 자기 회로부(2)의 진동에 기인한 공기압을 미소한 클리어런스(G2)에 가하게 된다. 공기압이 가해진 공기는, 미소한 클리어런스(G2)를 통과하기 어렵게 되므로, 하우징(9) 내의 공기의 이동량이 제한된다. 이동량이 제한된 공기는, 자기 회로부(2)의 진동의 움직임을 받아내는 댐퍼(damper)로서 기능한다.

이에 따라, 체감 진동에 필요해 지는 가속도가 폭넓은 주파수 대역에서 얻어진다. 이 때문에, 공진점이 그 대역폭으로부터 벗어나기 어렵게 되므로, 공진점을 정하기 쉬워진다.

다기능형 액츄에이터(1)는, 다이어프램(4)으로부터 음을 발생한다는 음향 발생 기능도 겸비하고 있으므로, 다이어프램(4)과 하우징(9)과 커버(10)로 구성되는 외측 프레임을 전부 기밀하게 하면, 저역음 발생 시의 다이어프램(4)의 진동 특성에 악영향을 미치고, 음향 특성이 열화되어 버린다. 그러나 한편으로는, 다기능형 액츄에이터(1) 내부의 공기를 댐퍼로서 사용하기 위해, 공기의 유출을 제한할 필요가 있다. 이 이율배반되는 요소를 1개의 다기능형 액츄에이터(1)로 실현하기 위해서, 도 6에 도시하는 바와 같이, 하우징(9)의 측면에 방음용 간극(A)을 설치하고 있다. 이에 따라, 공기의 출입이 원활하게 행해져 음향 특성이 양호하게 유지된다.

상기 구성에 의거해, 본 실시형태에 관한 다기능형 액츄에이터(1)의 동작을 설명한다. 보이스 코일(5)에 인가되면, 보이스 코일(5)과 자기 회로부(2)의 사이에 플레밍 왼손의 법칙에 의거하는 구동력이 작용하여 진동을 시작한다. 이 때, 전류의 주파수가 어느 정도 높아 가청 주파수 영역이면, 보이스 코일(5)이 접합되어 있는 다이어프램(4)의 진동이 커지고, 그 진동으로 착신음, 멜로디음, 음성 등의 가청음을 발생한다.

한편, 서스펜션(3)쪽은 고유 진동수가 낮으므로 거의 진동하지 않는다. 전류의 주파수가 120∼160Hz인 비교적 낮은 주파수이면, 다이어프램(4)은 진동량이 적어지므로 음이 작아지고, 반대로 자기 회로부(2)를 고정한 서스펜션(3)의 진동이 커진다. 이 때문에, 발생한 진동이 하우징(9)을 통해 다기능형 액츄에이터(1)를 탑재한 휴대 전화기에 전달되고, 사용자에게 착신을 알린다.

이와 같이, 다기능형 액츄에이터(1)는, 발음과 진동의 2가지 동작을 가능하게 한다.

본 실시형태에서는, 내자형(內磁型) 다기능형 액츄에이터를 예로 설명했는데, 본 발명은, 이에 한정되지 않고, 외자형의 다기능형 액츄에이터에도 적용할 수 있다. 또한, 자기 회로부의 구성은 본 실시형태에 관한 구성에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 실시형태에서는, 에어 댐퍼 타입의 다기능형 액츄에이터(1)를 예로 설명했는데, 본 발명에 관한 다기능형 액츄에이터(1)는, 에어 댐퍼 타입의 다기능형 액츄에이터(1)에 한정되는 것이 아니라, 클리어런스(G2)가 넓은 다기능형 액츄에이터이어도 된다.

또한, 본 실시형태에서는, 서스펜션(3)이 하나의 타입인 다기능형 액츄에이터(1)를 예로 설명했는데, 본 발명에 관한 다기능형 액츄에이터(1)는, 서스펜션(3)이 1개인 타입의 다기능형 액츄에이터(1)에 한정되지 않고, 더블 서스펜션 타입의 다기능형 액츄에이터이어도 된다. 이 다기능형 액츄에이터의 경우, 자기 회로부를 지지하는 상하 2매의 서스펜션을 구비한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 휴대 전화나 소형 정보 통신단말 등의 휴대 단말 기기에 탑재되고, 착신을 음향 혹은 진동에 의해서 사용자에게 알리는 다기능형 액츄에이터에 관한 것으로, 특히, 음공에 특징을 가지는 다기능형 액츄에이터에 이용하는 것이 가능하다.

본 발명은, 하우징과 커버로 구성되는 방음용 간극을 형성함으로써, 방음공에 방진 메시나 부직포 등을 부착하지 않고, 하우징 내에 먼지 등의 침입을 방지할 수 있는 효과를 발휘한다. 또한, 방음용 간극이 다기능형 액츄에이터의 측면에 형성되어 있으므로, 다기능형 액츄에이터를 기판 등에 대해 밀착 배치할 수 있다. 이 때문에, 다기능형 액츄에이터를 탑재한 휴대 전화 등의 전체를 박형으로 구성할 수 있다는 효과를 발휘한다. 또한, 사출 성형에 의해 하우징을 성형함으로써, 하우징의 박육부나 절결부를 간단하게 성형할 수 있으므로, 제조 비용을 억제할 수 있다.

Claims

자기 회로부와, 상기 자기 회로부를 지지하는 서스펜션과, 상기 자기 회로부에 대향 배치되는 다이어프램과, 상기 다이어프램에 설치되고, 상기 자기 회로부의 환형상의 공극부에 삽입되는 보이스 코일을 구비하는 다기능형 액츄에이터에 있어서,

상기 자기 회로부를 수용하는 하우징과,

상기 하우징의 개방단측을 덮는 커버를 구비하고,

상기 하우징의 둘레 측면과 상기 커버의 측벽과의 사이에, 상기 하우징의 내외를 연통시키는 방음용 간극이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다기능형 액츄에이터.
제1항에 있어서, 상기 방음용 간극은,

상기 하우징의 둘레 측면에 설치된 박육부와,

상기 박육부의 개방단측에 설치된 절결부와,

상기 커버의 측벽에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다기능형 액츄에이터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 커버의 측벽에, 구멍이 형성되는 동시에, 상기 하우징의 둘레 측면에, 상기 구멍에 끼워지는 돌기부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 다기능형 액츄에이터.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항 기재의 다기능형 액츄에이터를 탑재한 휴대 단말 기기.