KR20070094311A - 선형 진동기 - Google Patents

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Abstract

선형 진동기가 개시된다. 상기 선형 진동기는 마그네트의 개수가 적으므로 원가가 절감된다. 또한, 마그네트가 상하로 진동하므로 코일이 단선될 우려가 없다. 그러므로,제품의 신뢰성이 향상된다. 또한, 하나의 마그네트만 사용될 경우에는 마그네트의 주위에 형성되는 자력선의 성분 중, 마그네트의 진동력에 영향을 주는 수평방향의 자력선의 감소가 발생하지 않으므로, 전자기력이 향상된다.

Description

선형 진동기 {LINEAR VIBRATOR}
도 1a 및 도 1b는 종래의 선형 진동모터의 단면도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 선형 진동기의 사시도.
도 3은 도 2의 결합 단면도.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제 2 내지 제 4 실시예에 따른 선형 진동기의 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
111,115 : 상부,하부케이스 120 : FPCB
131,135 : 제 1,2 코일 140 : 스프링
150 : 마그네트 160 : 자성유체
본 발명은 선형 진동기에 관한 것이다.
일반적으로, 통신기기에는 착신을 알려주는 착신신호발생장치가 내장된다. 착신신호발생장치에는 음향발생장치 또는 진동발생장치가 있는데, 종래의 진동발생장치를 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 한국특허공개번호 제2005-83528호에 개시된 선형 진동모터는 하면이 개방된 원통형의 케이스(10)와 케이스(10)의 하면에 결합된 원판형의 베이스어셈블리(40)를 가진다.
케이스(10)의 상면에는 원형의 탄성부재(30)의 테두리부측이 고정되고, 탄성부재(30)에는 중앙부측에는 마그네트(21), 요크(22) 및 질량체(23)를 가지는 운동부(20)가 고정된다. 그리고, 베이스어셈블리(40)에는 마그네트(21)와 대향되게 코일어셈블리(41)가 고정된다. 그리하여, 코일어셈블리(41)에 전류가 인가되면, 코일어셈블리(41)에서 발생되는 전기장과 마그네트(21)에 발생되는 자기장의 작용에 의의하여 운동부(20)가 상하로 진동하면서 진동을 발생한다.
상기와 같은 종래의 선형 진동모터는 통신기기를 소형화하는데, 장애가 된다. 상세히 설명하면, 종래의 선형 진동모터는 외형이 원형으로 형성된다. 이로인해, 종래의 선형 진동모터를 통신기기의 내부에 설치하고, 다른 부품들을 통신기기의 내부의 설치하였을 때, 종래의 선형 진동모터의 외면과 상기 다른 부품들의 외면 사이에는 활용할 수 없는 공간이 존재하므로, 종래의 선형 진동모터를 사용하는 통신기기는 소형화에 한계가 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여, 선형 진동모터의 외형을 각형으로 형성하면 되나, 이는 각형의 케이스의 내부에 원형의 부품들을 배치하기가 어려운 단점이 있다.
그리고, 원형 케이스의 내부에 각형 부품들을 배치하기 어려운 문제점을 해소하기 위하여, 도 1b에 도시된 바와 같이, 각형 케이스와 각형 부품들로 구성된 선형 진동기가 개발되었는데, 이를 설명한다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 하면 및 양측면이 개방된 각형의 케이스(51)와 케이스(51)의 하면에 결합된 베이스(53)가 마련된다. 케이스(51)의 내부 일측에는 각형의 제 1 및 제 2 마그네트(61,63)가 적층되어 고정되고, 내부 타측에는 각형의 제 3 및 제 4 마그네트(65,67)가 적층되어 고정된다.
그리고, 케이스(51)의 상면에는 스프링(55)이 고정되고, 스프링(55)에는 코일(57)이 고정된다. 이때, 코일(57)은 제 1, 2 마그네트(61,63)와 제 3, 4 마그네트(65,67) 사이에 배치된다. 그리하여, 코일(57)에 전류가 공급되면, 코일(57)에서 발생되는 전기장과 제 1 내지 제 4 마그네트(61,63,65,67)에서 발생되는 자기장의 작용에 의하여 코일(57)이 진동하면서 진동을 발생한다.
미설명 부호 71은 요크, 73은 백요크, 75는 코어이다.
그러나, 상기와 같은 종래의 선형 진동기는 마그네트(61,63,65,67)의 개수가 많으므로 비경제적인 단점이 있다.
그리고, 코일(70)이 상하로 진동하는 구조이므로, 베이스(53)에 접속된 코일(70)의 인출선이 단선될 우려가 있다. 이로인해, 제품의 신뢰성이 저하되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 원가를 절감할 수 있는 선형 진동기를 제공함에 있다.
본 발명은 다른 목적은 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 선형 진동기를 제 공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 선형 진동기는, 내부에 소정 공간이 형성된 각형의 케이스; 상기 케이스의 하면에 고정된 FPCB(Flexible Printed Circuit Board); 상기 케이스의 양측에 각각 설치되어 상기 FPCB와 접속된 제 1 코일 및 제 2 코일; 상기 케이스의 상면에 일측이 결합된 스프링; 상기 스프링에 고정되며, 일측면 및 타측면은 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일과 각각 대향되게 배치되어 상기 제 1 및 제 2 코일과의 작용에 의하여 상하로 진동하는 각형의 마그네트를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 선형 진동기를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 선형 진동기의 사시도이고, 도 3은 도 2의 결합 단면도이다.
제 1 실시예
도시된 바와 같이, 내부에 소정 공간이 형성된 각형의 케이스(110)가 마련된다. 케이스(110)는 하면이 개방된 각형의 상부케이스(111)와 상부케이스(111)에 결합되며 상면과 전면 및 후면이 개방된 각형의 하부케이스(115)를 가진다.
하부케이스(115)의 하면에는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)(120)가 접착제 등에 의하여 고정되는데, 하부케이스(115)의 하면 및 FPCB(120)에는 상호 결합되는 위치를 표시해주는 표시공(116,121)이 한쌍 이상 대응되게 형성된다. 그 리고, 하부케이스(115)의 전면측 및 후면측 양단부측에는 지지편(117a,117b,118a,118b)이 하부케이스(115)의 하면에 일체로 형성된다. 지지편(117a,117b,118a,118b)은 FPCB(120)의 외면을 지지하여 FPCB(120)가 하부케이스(115)의 전면측 및 후면측으로 이탈되는 것을 방지한다.
FPCB(120)는 하부케이스(115)의 하면과 일측면(115a) 사이로 삽입되어 하부케이스(115)에 하면에 고정된다. FPCB(120)를 하부케이스(115)의 하면과 일측면(115a) 사이로 삽입할 수 있도록 하기 위하여, 하부케이스(115)의 일측면(115a) 하단부는 하부케이스(115)의 하면과 소정 간격을 가진다.
하부케이스(115)의 양측면(115a,115b)에는 제 1 코일(131) 및 제 2 코일(133)이 밀착되어 고정되고, 제 1 코일(131) 및 제 2 코일(133)은 FPCB(120)와 접속된다. 제 1 코일(131) 및 제 2 코일(133)은 권선되어 형성되는데, 후술할 마그네트(150)와의 작용에 의하여 발생하는 전자기력을 증가시키기 위하여 제 1 코일(131) 및 제 2 코일(133)은 코어(138)의 외면에 권선되는 것이 바람직하다. 그리고, 하부케이스(115)의 일측면(115a) 및 타측면(115b)에는 코어(138)가 삽입되어 지지되는 지지공(119)이 형성된다. 코어(138)를 사용하지 않은 경우에는 지지공(119)이 불필요함은 당연하다.
상부케이스(111)의 상면에는 제 1 암(Arm)(141), 제 2 암(144) 및 수용부(147)를 가지는 스프링(140)이 결합된다.
제 1 암(141)은 상단부측은 상부케이스(111)의 상면 단부측에 고정되고, 하단부측은 상부케이스(111)의 상면 하부측에 위치된다. 제 2 암(144)은 상단부측은 상부케이스(111)의 상면 중앙부측에 고정되고, 하단부측은 상부케이스(111)의 상면 하측에 위치된다. 그리하여, 제 1 및 제 2 암(141,144)은 상부케이스(111)의 길이방향으로 배치되어 외팔보 형태를 이룬다. 수용부(147)는 일측면과 저면이 개방된 케이스 형상으로 마련되며, 일측은 제 1 암(141)의 자유단부측에 연결되도록 형성되고 타측은 제 2 암(144)의 자유단부측에 연결되도록 형성된다.
마그네트(150)는 수용부(147)와 대응되는 각형으로 형성되어 수용부(147)에 삽입되어 고정되며, 제 1 코일(131)과 제 2 코일(133) 사이에 위치된다. 그리고, 마그네트(150)의 일측면 및 타측면은 제 1 코일(131) 및 제 2 코일(133)과 각각 대향한다. 그리하여, 제 1 및 제 2 코일(131,133)에 전류에 인가되면, 제 1 및 제 2 코일(131,133)에서 발생되는 전기장과 마그네트(150)에서 발생하는 자기장의 작용에 의하여 마그네트(150)가 상하로 진동하면서 진동을 발생한다.
상부케이스(111)의 상면과 제 1 및 제 2 암(141,144)에는 상호 결합되는 위치를 표시하는 표시공(112,141a)(113,144a)이 각각 대응되게 형성된다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 선형 진동기는 마그네트(150)가 하나 사용되고, 제 1 및 제 2 코일(131,133)이 진동하지 않고 고정되므로, 원가가 절감되고, 제 1 및 제 2 코일(131,133)이 단선될 우려가 없다.
로렌츠힘에 의하면, 마그네트의 주위에 형성되는 자력선의 성분 중, 수평방향의 자력선만이 마그네트를 상하로 진동시키는 작용을 한다.
그런데, 도 1a에 도시된 종래의 선형 진동모터는 제 1 마그네트(61)와 제 2 마그네트(63)가 적층되어 있고, 제 3 마그네트(65)와 제 4 마그네트(67)가 상호 적 층되어 있다. 이로인해, 제 1 마그네트(61)와 제 2 마그네트(63)간에 상호 당기는 힘 및 제 3 마그네트(65)와 제 4 마그네트(67)간에 상호 당기는 힘에 의하여 수평방향의 자력선이 수직방향측으로 일부 향하게 된다. 그러므로, 수평방향의 자속밀도가 감소되어 전자기력이 저하된다. 반면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 선형 진동기는 하나의 마그네트(150)가 사용되므로, 마그네트(150)에 의한 수평방향의 자속밀도 감소가 발생하지 않으므로, 종래의 선형 진동모터에 비하여 전자기력이 증가된다. 이로인해, 선형 진동기의 초기 진동에서부터 정상 진동에 도달할 때 까지의 시간이 단축된다.
마그네트(150)의 상하 진동에 의하여 마그네트(150)의 하면이 FPCB(120)에 부딪힐 수 있다. 그러면, FPCB(120)가 손상됨과 동시에 소음이 발생이 발생하는데, 이를 방지하기 위하여, 마그네트(150)의 저면 양단부측에는 자성유체(磁性流體 : Magnetic Fluid)(160)가 고정된다. 자성유체란 액체 속에 0.01∼0.02㎛의 초미립자 자성분말을 콜로이드 모양으로 안정 분산시킨 다음, 침전이나 응집이 생기지 않도록 계면활성제를 첨가한 유체이다. 자성유체는 외부에서 자기장, 중력, 원심력 등이 가해져도 유체 속의 자성 입자의 농도는 일정하게 유지되는 특징이 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 제 2 내지 제 4 실시예에 따른 선형 진동기의 단면도로서, 이를 설명한다.
제 2 실시예
도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 선형 진동기는 마그네트(150)의 상면 및 하면측의 극성이 다르게 착자되고, 제 1 및 제 2 코일(131,133)은 상하 방향으로 권선된 반면, 도 4에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 선형 진동기는 마그네트(250)의 상면 및 하면측의 극성이 다르게 착자되고, 제 1 및 제 2 코일(231,233)이 좌우방향으로 권선된 구성이다.
이때에는, 코어(238)의 상단부측 및 하단부측이 상부케이스(211)에 형성된 지지공(214) 및 FPCB(220)에 형성된 지지공(229)에 각각 삽입되어 지지된다.
제 3 실시예
도 5에 도시된 본 발명의 제 3 실시예에 따른 선형 진동기는 마그네트(350)의 우측면측과 좌측면측의 극성이 다르게 착자되고, 제 1 및 제 2 코일(331,333)은 상하방향으로 권선된다. 그리고, 마그네트(350)는 2개 마련되어 적층된다.
제 4 실시예
도 6에 도시된 본 발명의 제 4 실시예에 따른 선형 진동기는 마그네트(450)의 우측면측과 좌측면측의 극성이 다르게 착자되고, 제 1 및 제 2 코일(431,433)은 좌우방향으로 권선된다. 그리고, 마그네트(450)는 2개 마련되어 적층된다.
이때에는, 제 2 실시예에와 동일하게 코어(438)의 상단부측 및 하단부측은 상부케이스(411) 및 FPCB(420)에 각각 삽입되어 지지된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 선형 진동기는 마그네트의 개수가 적으므로 원가가 절감된다.
또한, 마그네트가 상하로 진동하므로 코일이 단선될 우려가 없다. 그러므로,제품의 신뢰성이 향상된다.
또한, 하나의 마그네트만 사용될 경우에는 마그네트의 주위에 형성되는 자력선의 성분 중, 마그네트의 진동력에 영향을 주는 수평방향의 자력선의 감소가 발생하지 않으므로, 전자기력이 향상된다.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

Claims (15)

  1. 내부에 소정 공간이 형성된 각형의 케이스;
    상기 케이스의 하면에 고정된 FPCB(Flexible Printed Circuit Board);
    상기 케이스의 양측에 각각 설치되어 상기 FPCB와 접속된 제 1 코일 및 제 2 코일;
    상기 케이스의 상면에 일측이 결합된 스프링;
    상기 스프링에 고정되며, 일측면 및 타측면은 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일과 각각 대향되게 배치되어 상기 제 1 및 제 2 코일과의 작용에 의하여 상하로 진동하는 각형의 마그네트를 포함하는 선형 진동기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스는 하면이 개방된 각형의 상부케이스와 상기 상부케이스에 결합되며 상면과 전면 및 후면이 개방된 각형의 하부케이스를 가지는 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 FPCB는 상기 하부케이스의 하면에 고정되고,
    상기 하부케이스 및 상기 FPCB에는 상호 결합되는 위치를 표시하는 표시공이 대응되게 형성된 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 하부케이스의 전면측 및 후면측에는 상기 FPCB가 상기 하부케이스의 전면측 및 후면측으로 이탈하는 것을 방지하는 지지편이 상기 하부케이스의 하면과 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 하부케이스의 일측면 하단부는 상기 하부케이스의 하면 상측에 위치되어 상기 하부케이스의 하면과 소정 간격을 가지고,
    상기 FPCB는 상기 하부케이스의 일측면 하단부와 하면 사이의 간격으로 삽입되어 상기 하부케이스의 하면에 고정되는 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 스프링은 상기 상부케이스의 길이방향으로 배치되어 상단부측은 상기 상부케이스의 상면에 결합되고 하단부측은 상기 상부케이스의 상면 하측에 위치되어 외팔보 형태를 이루는 제 1 및 제 2 암(Arm), 상기 마그네트와 대응되는 형상으로 마련되어 상기 마그네트가 고정되며 일측은 상기 제 1 암의 자유단부측에 연결되도록 형성되고 타측은 상기 제 2 암의 자유단부측에 연결되도록 형성된 수용부를 가지는 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 상부케이스의 상면과 상기 제 1 및 제 2 암에는 상호 결합되는 위치를 표시하는 표시공이 대응되게 형성된 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 마그네트는 상면측과 하면측의 극성이 다르게 착자되고,
    상기 제 1 및 제 2 코일은 상하방향으로 권선된 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 마그네트는 상면측과 하면측의 극성이 다르게 착자되고,
    상기 제 1 및 제 2 코일은 좌우방향으로 권선된 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 코일은 코어에 권선되고,
    상기 케이스의 측면에는 상기 코어가 삽입되어 지지되는 지지공이 형성된 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 마그네트는 우측면측과 좌측면측의 극성이 다르게 착자되고,
    상기 제 1 및 제 2 코일은 상하방향으로 권선된 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 마그네트는 우측면측과 좌측면측의 극성이 다르게 착자되고,
    상기 제 1 및 제 2 코일은 좌우방향으로 권선된 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 코일은 코어에 권선되고,
    상기 케이스의 상면 및 상기 FPCB에는 상기 코어의 상단부측 및 하단부측이 삽입되어 지지되는 지지공이 형성된 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
  14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 마그네트는 2개가 적층된 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 마그네트의 저면 양단부측에는 자성유체(Magnetic Fluid)가 제공된 것을 특징으로 하는 선형 진동기.
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